列車在長大隧道內著火後繼續運行的速度最佳化研究

項目摘要

旅客列車行駛在長大隧道內發生火災時，迫停在隧道內實施人員疏散和救援十分困難，一般應行駛到隧道內的定點或駛離隧道再實施救援。而列車繼續行駛可能造成火勢增強，擴大危害的不良後果。本課題以著火的旅客列車為研究對象，基於活塞風效應、傳熱傳質理論和燃燒反應動力學，採用模型試驗、理論分析和數值模擬等方法，研究列車著火後繼續在隧道內行駛，隧道與列車的幾何特徵包括阻塞比對火災燃燒特性的影響，列車運行速度對火源熱釋放速率、煙氣的擴散和溫度分布的作用規律以及對火焰煙氣逆流的臨界風速的影響，建立列車速度與火災熱釋放速率和煙氣擴散特性的一般關係，提出運動列車的火災煙氣逆流臨界風速和最佳化速度的計算方法，確定使火災強度和煙氣擴散控制在一定限度和範圍內的最佳化速度。研究成果可直接為長大隧道列車火災的應急救援設計提供理論依據，對隧道火災防災減災具有重要意義。同時，本項目也是在非定常的運動體火災研究方面的有益探索。

結題摘要

本課題是為了解決捷運隧道和鐵路長大隧道的列車火災應急救援中一些共性問題，如列車著火後在隧道中繼續運行的火災特性，列車運行速度對火災特性的影響，運動體火災風險評估等而提出的，對隧道列車火災的應急救援與防災減災具有重要的理論和實際指導意義。課題組採用理論分析、模型實驗與數值模擬相結合，相對運動與絕對運動原理相結合的方法，對列車著火後在隧道內繼續運行的速度最佳化問題進行了研究。在權威國際期刊“Fire Safety Journal”、高水平期刊《土木工程學報》、《鐵道學報》及國際學術會議上發表SCI論文1篇，EI論文2篇，EI國際會議論文1篇。獲得運動火源實驗裝置的專利授權1項。部分研究成果尚在整理中，待後續發表。代表性的成果包括：（1）隧道火災典型非線性現象——回燃的機理、產生條件及特徵的研究。該研究揭示了車廂、隧道等狹長空間內發生火災後，產生回燃的機理、條件和關鍵影響因素，確定了燃料揮發份的質量百分比的臨界值、點火延遲類型及空氣濕度對狹長空間火災回燃的影響。研究成果對於運動列車著火後繼續運動的救援模式具有重要意義，可為避免列車行駛到救援站進行救援時發生回燃並造成二次災害提供指導。（2）隧道列車火災的煙氣逆流與臨界風速的研究。該研究揭示了列車和隧道的幾何特徵對列車活塞風效應的影響以及活塞風對列車火災煙氣流動的作用，分析了純煙氣頂棚射流與火焰頂棚射流的特性在煙氣逆流與臨界風速方面的差異，深化了火災煙氣逆流和臨界風速問題的研究。研究成果對掌握列車運動火災的煙氣流動特性及控制煙氣在隧道內和向車廂內蔓延都具有參考價值。（3）實現了基於絕對運動的隧道運動體火災的模型試驗與數值模擬，為研究運動體火災提供了有效的模型實驗和數值模擬的方法，具有重要的推廣套用價值。（4）隧道列車火災頂棚射流的溫度與煙氣的時空變化規律的研究。該研究揭示了著火列車運動時的頂棚射流在溫度分布、煙氣濃度分布以及時變規律等方面的特性，分析了影響火焰形狀的關鍵因素。火焰頂棚射流會影響通過開口或縫隙流入車廂內的煙氣，研究成果可為評估煙氣蔓延對列車運行安全的影響提供指導。（5）隧道列車火災的列車速度限值問題研究。該研究綜合考慮列車著火後在隧道內繼續運動過程中的流動與傳熱、傳質現象，分析了車速對熱釋放速率等運動火災特性的影響以及最佳化列車運動速度的主要條件，提出了基於相對運動與絕對運動關聯的確定最佳化速度的方法。研

列車在長大隧道內著火後繼續運行的速度最佳化研究

基本介紹

項目摘要

結題摘要

相關詞條

熱門詞條