复杂结构隧道火灾烟气逆流与温度分布的数值模拟

作者：刘斌; 安军; 郭汝杰; 胡嘉伟; 郗艳红; 毛军^*

来源：安全与环境学报, 2019, 19(03): 818-823.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2019.03.013

• 安全工程
• 复杂结构
• 数值模拟
• 隧道火灾
• 温度分布

隧道结构对火灾具有一定的影响,为了得到大曲率、变坡度复杂结构隧道火灾的烟气特性,依托深圳市某长大公路隧道建设工程,建立隧道模型,利用Star-CD/CCM+数值模拟软件的烟火向导模块,对不同通风速度下的重型货车火灾进行了模拟研究,分析了不同通风速度下隧道内的纵向温度分布规律。结果表明:火灾热释放速率为30 MW时,无通风条件下,火灾烟气的最高温度位于隧道顶棚下方20 cm处,火源正上方的温度最大达到1 190℃,隧道坡度的存在使得火源上游烟气逐渐向下游扩散,下游烟气温度在300 s后保持在500℃以上,该高温会对隧道结构造成一定的损伤;控制烟气逆流的临界风速为4. 0 m/s,大于由Wu&Baker经验公式得到的值,表明隧道曲率对流场运动有一定的抑制作用;在该临界风速的作用下,烟气向火源下游扩散,扩散速度为6 m/s,烟气的最高温度降低至550℃,且位置向火源下游偏移6 m。建议火源下游行驶车辆的疏散逃生速度大于6m/s。

• 单位
  深圳市交通公用设施建设中心; 北京交通大学; 建筑工程学院