半横向通风方式下公路隧道火灾数值模拟

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4卷第1期地下空间与工程学报V01．42008年2月ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringFeb．2008半横向通风方式下公路隧道火灾数值模拟梁园，冯炼(西南交通大学机械工程学院，成都610031)摘要：采用流体力学模拟的方法，对半横向通风方式下公路隧道的火灾工况进行了数值模拟计算。通过对不同吊顶风口距离和开启个数的通风方案下的速度场和温度场分析。评估了各通风方案所能达到的效果。比较各通风方案的数据，进一步得到设计采用15m的吊顶风口距

2、离，开启4～5个风口并配以3m／s的纵向通风能取得满意的效果。关键词：火灾；越江隧道；半横向通风；计算流体力学中图分类号：U456．¨：TB115文献标识码：A文章编号：1673-0836(2008)O1-0195-04NumericalSimulationofHighwayTunnelFireunderSemi．TransverseVentilationLIANGYuan。FENGLian(CollegeofMechanicalEngineering。SouthwestJiaotongUnivers。Chengdu610031。Chin

3、a)Abstract：ComputerFluidDynamics(CFD)isemployedtosimulatetheHighwaytunnelfireunderthesemi—transverseventilation．Accordingtothevelocityfieldanalysisandtemperaturefieldwithdiferentceilingtuyeredis—tancesandopeningtuyerenumbers，theefectsofthesediferentschemesareevaluated．Com

4、paringtheseschemes，itisshownthat15metersceilingtuyeredistanceand4～5openingtuyeresventilationschemewith3m／slongitudinalventilationvelocitycangivesatisfactoryefect．Keywords：fire：cross—rivertunnel；semi—transverseventilation；ComputerFluidDynamics1引言义。2基本理论方程隧道的特殊性使得消防安全非常重要。外

5、围是土壤或岩石，空间发生火灾时热烟气不能及时排隧道火灾通风的研究通常采用试验法和计算除，热量聚集，温度上升快，可能较早出现轰燃，火机流体力学(CFD)模拟。试验耗费大量的人力物灾一旦发生就威胁人们的安全和造成巨大经济损力，CFD模拟具有缩短周期，节省费用等方面的优失。较长的公路隧道由于交通事故或汽车发动机点，能够直观反映隧道内各处烟气的温度、速度、压故障、汽车油路、油箱跑冒、滴、漏造成火灾的机率力等参数。火灾发生时隧道内气流为三维稳态流较高，并且隧道长度长，纵向坡度大，单纯采用水消动过程，可用下列连续、动量、能量、组分等基本守防，消防水流

6、至道路面，即可迅速向低处扩散流淌。恒方程描述[1]。由于油轻于水且不溶于水，使迅速流向低处的水即连续方程：成为着火油料的载体，并继续在水面上燃烧，加剧：0火势，因此对较长的隧道采用通风防火有着重要意Ox收稿日期：2007-03-08(修改稿)作者简介：梁园(1981一)，女，四川遂宁人，在读硕士研究生，主要从事隧道及地下工程通风空调研究，四川成都西南交通大学，E—mail：fanye_fly@163．con维普资讯http://www.cqvip.com196地下空间与工程学报第4卷动量方程：式中：L为火源的周长，Y为烟层的净高。：一3计

7、算模型axjaxiaxJ计算模型取某实际越江隧道的一段，全长6OO(誊一p)+pgi+S(2)m，坡度为1％，单洞单向，横截面积如图1所示。能量方程：一旦发生火灾，隧道采用射流风机纵向送风，竖井kor内的轴流风机排风，局部开启吊顶风口，从排烟道塑3t+aiao()+Cqcp、(3)一⋯I—p一，1排除烟气的半横向通风方式。隧道、竖井、排烟道组分质量守恒方程：各横断面尺寸严格执行施工图要求。一～一～：一⋯⋯～、、3x3xf厂3-p1+(4)、x一，、。。S~6．47、由于浮力作用，紊流模型k一方程的k、的，l-一≯I一_■，-}池、变化遵循

8、下列方程：⋯⋯r■0j■⋯⋯s：：一：~TT77T~j夏0l_■．dOxi(＼3x，(5)一二童一itn_】l／。．1I．■／f，：、、_0．。、一⋯⋯一一d，蠹批‘(＼3x，㈤、，，．．．．