《城市水底隧道水霧作用條件下的煙氣運動機理研究》是依託武漢大學，由方正擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：城市水底隧道水霧作用條件下的煙氣運動機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：方正
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了控制火災蔓延和保護隧道結構，目前我國在建的幾條城市水底隧道都設定了水噴霧滅火系統，但噴霧會破壞煙氣分層，降低能見度，對人員安全疏散產生不利影響，同時隧道強剪下風流時的煙氣與水霧協同作用與單一介質作用機制又存在巨大差異。本研究從煙塵顆粒與水霧顆粒間的碰撞、吸附機理出發，分析這兩種不同相顆粒間協同作用過程，通過模型試驗和現場觀測研究隧道火災中油類及車內飾織物兩類火災煙氣中煙塵顆粒的分布狀況，研究水底隧道U型縱斷面中水霧條件下煙氣擴散蔓延的基本規律，建立含水煙塵顆粒群的運動方程，以便預測強剪下風流作用下水霧擴散與煙氣流動狀況；結合武漢長江隧道的現場試驗研究影響人員安全疏散的基本判據，提出城市水底隧道水霧及通風排煙系統的最佳設計參數及控制策略，為我國大規模建設的城市隧道消防提供理論支撐。
結題摘要
為了有效的保護隧道，目前我國在建的幾條城市水底隧道都設定了水噴霧滅火系統，但噴霧可能會破壞煙氣分層，降低能見度，對人員安全疏散產生不利影響。本研究首先研究了水底隧道煙氣流動特性，分析比較了各種水底隧道臨界風速和拱頂最高溫度的計算方法；通過實驗觀測了隧道火災煙氣顆粒的形成與分布、霧滴與煙塵顆粒間吸附關係，強制通風條件下含水煙塵顆粒的漂移現象；分析了水霧顆粒與煙氣顆粒之間的熱交換過程，霧滴噴射動量與霧滴對煙氣層穿透率的關係；綜合考慮水霧顆粒運動速度、水霧顆粒粒徑、溫度、煙氣速度、溫度、所受作用力、傳熱功率等因素建立了水霧作用下的煙氣沉降理論分析模型，並利用實驗和CFD模擬對模型進行了驗證，研究表明模型具有很好的相似性；同時，採用CFD研究方法對複雜環境下（地下車庫、隧道）水霧作用下煙氣沉降現象開展了模擬研究；最後，本研究還結合武漢長江隧道的現場試驗研究影響人員安全疏散因素，提出城市水底隧道水霧及通風排煙系統的最佳設計參數及控制策略，本成果可以為我國大規模建設的城市隧道消防提供參考。
