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侧部排烟隧道低位排烟口优化设计 被引量：2
1
作者 胡大伟 姜学鹏 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期130-137,共8页
引入低位排烟口概念,构建以隧道排烟效率η、隧道拱顶温度T、隧道清晰高度处烟气温度Tz和隧道清晰高度处能见度Vz4个评价指标组成的隧道火灾烟气控制效果评价模型,并采用FDS数值模拟软件探究低位排烟口在隧道火灾中的排烟有效性及工程... 引入低位排烟口概念,构建以隧道排烟效率η、隧道拱顶温度T、隧道清晰高度处烟气温度Tz和隧道清晰高度处能见度Vz4个评价指标组成的隧道火灾烟气控制效果评价模型,并采用FDS数值模拟软件探究低位排烟口在隧道火灾中的排烟有效性及工程设计参数。结果表明:低位排烟口下缘距地面高度越低隧道排烟效率越低,低位排烟口下缘距地面高度为1.5 m及以上时符合隧道内部排烟要求;通过增大排烟口间距或增大排烟口面积均有利于提高低位排烟口总排烟效率;确定符合隧道火灾控制评价指标的低位排烟口下缘距地面高度为1.5 m,排烟口间距为60 m,排烟口尺寸宜取4 m×0.8 m(排烟口面积S≥3.2 m^(2))。 展开更多
关键词 隧道侧部排烟 低位排烟口 火灾烟气控制 数值模拟
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侧部双点排烟模式排热效率研究 被引量：2
2
作者 姜学鹏 姜金妍 刘婵 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1855-1863,共9页
为探究隧道火灾侧部排烟口排热效率的表达公式,采用理论分析推导出排热效率与火灾热释放速率、排烟风速、排烟口距地面高度、排烟口间距4个影响参数的量纲一关系式,通过FDS数值模拟研究不同因素影响下的烟流特征并对数据进行拟合,确定... 为探究隧道火灾侧部排烟口排热效率的表达公式,采用理论分析推导出排热效率与火灾热释放速率、排烟风速、排烟口距地面高度、排烟口间距4个影响参数的量纲一关系式,通过FDS数值模拟研究不同因素影响下的烟流特征并对数据进行拟合,确定了排热效率与这4个影响参数的关系。结果表明,在侧部双点排烟模式下,排热效率随火灾热释放速率增大呈-0.33次方减小关系,与排烟口排烟风速呈0.23次方增长关系,与排烟口距地面高度呈1.25次方增长关系,与排烟口间距呈-0.57次方减小关系,最终通过线性拟合建立了考虑吸穿影响的侧部双点排烟模式下排烟口处排热效率的模型。研究结果可为隧道侧部排烟系统的设计提供参考。 展开更多
关键词 安全工程 排热效率 侧部双点排烟 量纲分析 数值模拟
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侧部集中排烟口布置对烟气层吸穿影响研究 被引量：14
3
作者 姜学鹏 李超 谢智云 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1506-1515,共10页
侧部集中排烟是新型隧道火灾通风排烟模式。为探究侧部集中排烟模式下烟气层吸穿问题,采用数值模拟方法对排烟口处烟气层热物理特性的影响进行研究,改变排烟口间距、形状(长宽比)、面积、距拱顶距离等因素,分析了发生吸穿现象所对应的... 侧部集中排烟是新型隧道火灾通风排烟模式。为探究侧部集中排烟模式下烟气层吸穿问题,采用数值模拟方法对排烟口处烟气层热物理特性的影响进行研究,改变排烟口间距、形状(长宽比)、面积、距拱顶距离等因素,分析了发生吸穿现象所对应的温度分布、烟气层厚度及排烟效率。结果表明:侧部集中排烟模式排烟口处发生吸穿现象的区域位于排烟口下部靠火源一侧空间;随排烟口间距增大,烟气层更容易发生吸穿现象;当排烟口面积一定时,排烟口的长宽比越大,排烟口发生吸穿的区域越小,吸穿现象越弱;得到了15 MW火灾情况下侧部排烟口的最优尺寸、间距及排烟口距拱顶最佳距离。 展开更多
关键词 安全工程 隧道火灾 侧部排烟 吸穿 数值模拟 烟气特性
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侧部双点排烟隧道火灾烟气逆流长度研究 被引量：4
4
作者 姜学鹏 郭昆 +1 位作者 向勇 吕彦昕 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1353-1360,共8页
火灾烟气逆流长度是侧部重点排烟模式烟气控制有效性的关键判据。为探究相关因素对侧部双点排烟模式下火灾烟气逆流长度的影响,根据π定理,对相关因素进行量纲分析,推导出烟气逆流长度与火灾热释放速率、排烟口排烟速率、排烟口间距、... 火灾烟气逆流长度是侧部重点排烟模式烟气控制有效性的关键判据。为探究相关因素对侧部双点排烟模式下火灾烟气逆流长度的影响,根据π定理,对相关因素进行量纲分析,推导出烟气逆流长度与火灾热释放速率、排烟口排烟速率、排烟口间距、排烟口面积、排烟口距隧道顶板高度、排烟口长宽比6个影响参数的无量纲函数关系式;通过数值模拟并对模拟数据拟合,确定烟气逆流长度与这6个影响参数的关系。结果表明,侧部排烟模式下,烟气逆流长度随火灾热释放速率增大而增大,随排烟口排烟速率、排烟口间距增大而减小,烟气逆流长度不受排烟口面积、距隧道顶板高度、长宽比的影响。进而建立了考虑侧部双点排烟作用且与数值模拟结果相吻合的烟气逆流长度无量纲计算公式。 展开更多
关键词 安全工程 隧道火灾 侧部排烟 烟气逆流长度 量纲分析 数值模拟
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附加挡板对侧部集中机械排烟吸穿现象的影响研究 被引量：1
5
作者 王勇 金钰轩 姜学鹏 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期141-147,共7页
为抑制公路隧道侧部集中机械排烟时的吸穿现象,优化侧部集中排烟模式,以武汉两湖隧道为例,采用Fluent建立全尺寸模型针对侧部排烟口附加挡板的不同角度,分析排烟口区域流场、温度场以及排烟效率等因素对吸穿现象的影响。研究结果表明:在... 为抑制公路隧道侧部集中机械排烟时的吸穿现象,优化侧部集中排烟模式,以武汉两湖隧道为例,采用Fluent建立全尺寸模型针对侧部排烟口附加挡板的不同角度,分析排烟口区域流场、温度场以及排烟效率等因素对吸穿现象的影响。研究结果表明:在5,10,15 MW火源功率情况下,附加挡板能有效抑制吸穿现象,挡板与排烟口呈60°时能起到较好的排烟效果;当排烟口温度接近环境温度时判定发生完全吸穿的排烟风速,与烟气层高度不再变化时判定发生完全吸穿的排烟风速一致;在挡板上方提出垂直于侧向排烟口的虚拟排烟口概念后,得出附加挡板侧部排烟的吸穿预测公式,进而得到发生完全吸穿现象时的饱和Fr为13.87。研究结果可为公路隧道侧部集中机械排烟附加挡板的实际工程应用提供一定理论参考。 展开更多
关键词 侧部排烟 排烟挡板 吸穿 饱和Fr
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侧部点式排烟隧道火灾临界风速研究 被引量：12
6
作者 姜学鹏 陈欣格 郭昆 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期105-111,共7页
为得到侧部点式排烟模式隧道火灾临界风速无量纲计算式,针对隧道侧部点式排烟模式,根据π定理和相似理论,采用量纲分析方法分析影响临界风速的相关因素,推导出影响临界风速3个因素的无量纲函数关系式;采用数值模拟方法,确定临界风速与... 为得到侧部点式排烟模式隧道火灾临界风速无量纲计算式,针对隧道侧部点式排烟模式,根据π定理和相似理论,采用量纲分析方法分析影响临界风速的相关因素,推导出影响临界风速3个因素的无量纲函数关系式;采用数值模拟方法,确定临界风速与火灾热释放速率、排烟量、排烟口距火源距离的量化关系。研究结果表明:当无量纲排烟口距火源距离小于2.22时,临界风速随排烟口距火源距离的增大呈1/25次方的增长关系,随排烟量的增大呈-3/50次方减小关系;当无量纲排烟口距火源距离大于2.22时,临界风速不再随排烟口距火源距离和排烟量的变化而改变;临界风速始终随火灾热释放速率的增大呈1/3次方增长关系。 展开更多
关键词 侧部点式排烟 隧道火灾 临界风速 无量纲 数值模拟
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隧道侧部集中排烟模式下排烟速率对烟气层吸穿的影响研究 被引量：8
7
作者 姜学鹏 卜庆想 谢智云 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期14-21,29,共9页
排烟速率是公路隧道侧部集中排烟模式下烟气层发生吸穿现象最为直接的影响因素。为研究隧道侧部集中排烟模式下烟气层发生吸穿现象的临界条件,分析了隧道侧部集中排烟过程中排烟口处烟气层的受力情况以及不同排烟速率对烟气层吸穿的影响... 排烟速率是公路隧道侧部集中排烟模式下烟气层发生吸穿现象最为直接的影响因素。为研究隧道侧部集中排烟模式下烟气层发生吸穿现象的临界条件,分析了隧道侧部集中排烟过程中排烟口处烟气层的受力情况以及不同排烟速率对烟气层吸穿的影响,并结合前人相关的研究成果,进一步分析得到隧道侧部集中排烟模式下排烟口下方烟气层发生吸穿时的临界弗洛德数。结果表明:隧道侧部集中排烟模式下排烟口下方烟气层发生的吸穿现象不同于隧道顶部集中排烟模式,隧道侧部集中排烟模式下烟气层的吸穿区域发生在排烟口下方近火源侧角落,且烟气进入排烟口时与排烟口截面存在一定的角度,由靠近火源来烟一侧倾斜通过排烟口流向排烟道出口方向,当弗洛德数小于1.28时,烟气层吸穿未发生,当弗洛德数大于1.28时,烟气层吸穿已经发生。 展开更多
关键词 隧道 侧部集中排烟模式 排烟速率 烟气层吸穿现象 弗洛德数
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公路隧道侧部单点排烟模式下烟气逆流研究 被引量：7
8
作者 姜学鹏 乔意峰 何振华 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2177-2182,共6页
侧部点式排烟可将烟气控制在一定区域内,但相较于顶部集中排烟模式,其烟气运动规律更加复杂,有待逐步明晰。从烟气逆流长度出发探究侧部点式排烟对火灾烟气控制的影响规律,提出考虑侧部点式排烟作用的烟气逆流长度预测公式。通过对影响... 侧部点式排烟可将烟气控制在一定区域内,但相较于顶部集中排烟模式,其烟气运动规律更加复杂,有待逐步明晰。从烟气逆流长度出发探究侧部点式排烟对火灾烟气控制的影响规律,提出考虑侧部点式排烟作用的烟气逆流长度预测公式。通过对影响上游烟气逆流长度的相关因素进行分析,确定了可对侧部点式排烟产生影响的四大因素:火源热释放速率、纵向送风风速、排烟口距火源距离、排烟口排烟量。然后从量纲角度进行分析,推导出上游烟气逆流长度与这4个影响参数的无量纲函数关系式。利用FDS软件建立侧部点式排烟隧道模型,并以此为模拟对象,对不同火源热释放速率、纵向送风风速、排烟口距火源距离、排烟口排烟量下的隧道火灾烟气蔓延情况进行数值模拟分析,确定了相应情况下的上游烟气逆流长度。并对结果进行处理分析与拟合,确定了上游烟气逆流长度与这4个影响参数的关系。结果表明:上游烟气逆流长度随火源热释放速率增长而增大,但当超过一定值时,烟气逆流长度趋于稳定;排烟口距火源距离对上游烟气逆流长度的影响与火源热释放速率类似,但影响程度远弱于前者;上游烟气逆流长度随隧道纵向风速增加而减小,且该效果极为显著;上游烟气逆流长度随排烟口排烟量增长而减小,但相较于纵向风速与火源热释放速率,其影响程度很弱。进而建立了考虑侧部点式排烟作用且与数值模拟结果吻合良好的无量纲烟气逆流长度预测公式。 展开更多
关键词 安全工程 隧道火灾 侧部点式排烟 逆流长度 量纲分析 数值模拟
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侧部重点排烟与水喷淋协同作用下隧道烟气运动研究 被引量：7
9
作者 姜学鹏 刘婵 +1 位作者 于思维 王宝伟 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第2期175-179,共5页
合理的水喷淋设计参数及排烟策略,可保证隧道有效排烟和烟气层的稳定性,为人员安全疏散提供有利环境。为研究侧部排烟模式下烟气失稳临界状态时最佳喷水流量和排烟口设计参数,采用FDS对15MW火灾规模下,不同喷水流量、排烟量、排烟口间... 合理的水喷淋设计参数及排烟策略,可保证隧道有效排烟和烟气层的稳定性,为人员安全疏散提供有利环境。为研究侧部排烟模式下烟气失稳临界状态时最佳喷水流量和排烟口设计参数,采用FDS对15MW火灾规模下,不同喷水流量、排烟量、排烟口间距及排烟口高度下19组工况进行模拟计算。结果表明:喷淋流量越大,烟气层高度越高,隧道整体温度降低,改变喷水流量对控制烟气层的稳定性效益不大,隧道空间内有烟气滞留;排烟量为70m3/s、排烟口间距为50m、排烟口高度为3.2m或4.0m为烟气层稳定临界状态时的排烟口最佳参数,此时侧部抽吸力向上的分力与烟气的热浮力大于水喷淋拽曳力,烟气层较稳定,隧道空间内无旋涡烟气滞留,有利于排烟和人员疏散。 展开更多
关键词 侧部重点排烟 水喷淋 烟气层稳定性 数值模拟
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拱形地铁站厅火灾排烟口位置优化及补风方式研究
10
作者 姚胜旺 付海明 +1 位作者 王文锋 孙沛远 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期122-129,148,共9页
针对某拱形“十”字型换乘地铁站,通过理论分析和数值模拟相结合的方法研究拱形站厅层发生火灾时,侧部排烟模式下排烟口处烟气层的吸穿问题以及主侧排烟口位置对拱形站厅排烟效果的影响,并探讨开启站台层机械补风以及打开站台层屏蔽门... 针对某拱形“十”字型换乘地铁站,通过理论分析和数值模拟相结合的方法研究拱形站厅层发生火灾时,侧部排烟模式下排烟口处烟气层的吸穿问题以及主侧排烟口位置对拱形站厅排烟效果的影响,并探讨开启站台层机械补风以及打开站台层屏蔽门进行自然补风的两种补风模式对站厅层机械排烟的影响。结果表明:拱形站厅的主侧排烟口对整个站厅的排烟效果起着决定性作用;当主侧排烟口与站厅拱顶的距离在1.8 m以内时,主侧排烟口开始接触并排除烟气的时间相近;主侧排烟口与站厅拱顶的间距越大,火灾发生时主侧排烟口附近烟气层越容易发生吸穿现象,得到拱形站厅内2.5 MW火灾情况下主侧排烟口距拱顶间距的适宜范围。建议站厅层发生火灾时,开启站台机械补风或站台屏蔽门,从而为站厅层提供更安全的环境。 展开更多
关键词 拱形地铁站厅 火灾 排烟口位置 补风方式 吸穿 侧部排烟 火灾数值模拟
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