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高速铁路隧道救援站火灾烟气控制理论及应用,临界风速定义与判断

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:在隧道发生火灾时,一般按照能够抑制烟气不发生回流的最小通风速度进行烟气控制,此时的风速即为临界风速。隧道火灾纵向烟气控制的重要参数有Froude数和Richardson数,这两个参数均表征烟气浮力与来流空气流动惯性力的比值,即均可作为临界风速的判断依据。Froude数和Richardson数定义分别如下:在Froude数和Richardson数以及其余参数可知的情况下,理论上可直接求出临界风速。

高速铁路隧道救援站火灾烟气控制理论及应用,临界风速定义与判断

隧道发生火灾时,一般按照能够抑制烟气不发生回流的最小通风速度进行烟气控制,此时的风速即为临界风速。隧道火灾纵向烟气控制的重要参数有Froude数和Richardson数,这两个参数均表征烟气浮力与来流空气流动惯性力的比值,即均可作为临界风速的判断依据。Froude数和Richardson数定义分别如下:

在Froude数和Richardson数以及其余参数可知的情况下,理论上可直接求出临界风速。早期学者认为在烟气不发生逆流时,Froude数和Richardson数等于1,而实际上通过其他学者验证,两者并不是一个常数,而是与隧道尺寸、火灾热释放速率以及阻塞效应等因素相关的参数,一般通过试验(模型试验、数值试验、全尺寸试验)进行确定。

Thomas[18]是最早开展隧道火灾纵向烟气控制研究的学者,他给出了能够抑制隧道火灾烟气不发生逆流的临界风速随火源功率的三分之一次方变化关系式:

式中:Q——对流热释放速率,kW;

A——隧道横截面积,m2。(www.xing528.com)

Li等[67]针对不同截面的缩尺寸模型隧道,进行了一系列无水喷淋的火灾模拟试验,得到如下无量纲临界风速模型:

其中,无量纲热释放速率及临界风速定义如下:

该模型在计算无列车阻塞下的临界风速时,具有较高的准确性,与全尺寸试验数据结果吻合较好。

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