消防科学与技术 ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (9): 1227-1233.
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孙超鹏, 刘方, 翁庙成
Sun Chaopeng, Liu Fang, Weng Miaocheng
摘要: 隧道内的烟气分层特征对分析疏散和救援的难度以及制定有效的应急策略具有至关重要的作用。倾斜隧道中的烟气流动受到浮力和烟囱效应的共同影响,导致烟气的分布和运动规律与水平隧道存在显著差异。在倾斜隧道中,烟气分层稳定性受到多种因素的影响,且相关研究较少。本文采用数值模拟方法对倾斜角度为1%~15%的两端开口的倾斜隧道火灾烟气分布特性及其影响因素进行了研究。研究表明:Newman提出的判定烟气分层状态的临界无量纲温差在倾斜隧道火灾中仍然适用(坡度在1%~15% 范围内)。倾斜隧道火灾发生后,火源与低端入口之间的烟气层始终能够保持稳定的烟气分层。而火源与下游出口之间的烟气层则随着烟囱效应的增强,稳定分层被破坏的区域不断扩大,并逐渐扩展至整个下游区域。火源功率和火源与下游出口之间的高差可直接影响隧道内的烟囱效应和烟气自身浮力,进而影响烟气分层状态。在此基础上,提出了用于预测倾斜隧道火灾烟气分层特性的计算模型,并确定了烟气分层区域1和区域2之间的临界Froude数为0.9。本文研究可为隧道火灾排烟及疏散设计提供指导。