隧道火灾模型试验中参数的无量纲化研究.pdf

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1、第31卷第4期土木工程与管理学报V01．31No．42014年12月JournalofCivilEngineeringandManagementDec．2014隧道火灾模型试验中参数的无量纲化研究杨清海，孙三祥，李乐卓，雷鹏帅(兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州730070)摘要：针对隧道火灾通风现象中众多参数复杂的相互作用特点，本文利用量纲分析的方法，对隧道火灾通风实验中火源热释放率大小与模型进行了无量纲化处理，对壁面导热过程、对流与辐射换热过程、壁面粗糙度的影响等相关参数，从量纲的角度进行了理论上的分析，比较了它们各自在隧道火灾的发展过程中起到

2、的不同作用。最后确定了火源热释放率大小与模型是影响火源附近热力状态的决定性因素；与壁面导热、辐射过程相比，对流在火灾通风过程中起着决定性的控制作用。最后指出可以将各个参数所起不同作用的分析结果作为建立隧道火灾模型试验的理论参考，将无量纲关系式作为模型试验处理数据的依据。关键词：隧道火灾；模型试验；无量纲化处理；量纲分析中图分类号：U,458．1；U298．4文献标识码：A文章编号：2095-0985(2014)04-0103-04Non．．dimensionalizationofParametersinTunnelFireModelTestYANGQin

3、g—hal，SUNSan—xiang，LILe—zhuo，LEIPeng—shuai(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou73(1070，China)Abstract：Tunnelfireischaracterisedwithcomplicateinteractionsamongparametersofheatreleaserateandmodel，conductionandconvectionheattransfer，radiatio

4、nandwallroughness．Inthispaper，theheatreleaserateandmodelwerenon-dimensionlized，theotherparameters’differentrolesinfiredevelopmentwereanalysedwithdimensionalmethod．Atlast，heatreleaserateandmodelarethoughtasthecrucialparameterstothethermodynamicprocessnearthefireandconvectionplaysa

5、decisiveroleintheenergytransferduringtheventilationprocesscomparedwithheatconductionandradiation．Atlast，theconclusionshowsthatthedifferentfunctionrolesofdifferentparameterscouldbethetakenasthetheoreticalreferenceandthenondimensionalrelationcouldbetheguideofthedataprocessing·Keywo

6、rds：tunnelfire；modeltest；non—dimensionalization；dimensionalanalysis隧道火灾研究的重点在于确定火源周围温分方程法与量纲分析法。竹定理法最直接，微分方度、浓度及流场的分布，烟气扩散的规律和通风控程法最严谨可靠，量纲分析法用于对各因素的作用制下流场、浓度场的相应变化。本文结合相似原进行对比，找出决定性的参数，对问题进行简化。理与量纲分析的方法，分析了隧道火灾模型试验中相关参数在火灾发展过程中起到的不同作用，2隧道火灾模型试验相关准则数的并进行相应无量纲化处理，同时也对试验的开展确定进行了相应分

7、析。2．1几何尺寸无量纲化1无量纲数确定方法根据相似理论，几何相似是过程相似的基础。几何相似用数学式表达为基于相似理论确定试验所需的无量纲数或者It：：常数，：6，6：(1)无因次准则数的方法主要有三种，即订定理法、微m收稿日期：2014．-07~2修回日期：2014-09-23作者简介：杨清海(1989-)，男，河南开封人，硕士研究生，研究方向为隧道火灾与通风(Email：zhonguoqinghai@163．tom)·104·土木工程与管理学报式中，f为实际尺寸；z为模型尺寸；为线性比式中，Cp为控制体内气体定压比热；Q为火源放例尺；为面积比例尺；艿

8、为体积比例尺。热释放率强度；q为传热损失率，包括导热与对2．2火源无量纲化流；g