均匀风量集中排烟隧道火灾烟气流动分析与足尺试验

来源：中国血液净化杂志2018年第10期北京时间：

作者：徐湃, 邢荣军, 蒋树屏, 殷杰

单位：1. 重庆交通大学 土木工程学院, 重庆 400074;2. 重庆交通大学 山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培育基地, 重庆 400074;3. 招商局重庆交通科研设计院有限公司, 重庆 400067

摘要：隧道火灾集中排烟系统集纵向和横向排烟模式的优势，应用愈加广泛。然而在排烟过程中，大量烟气易从离风机较近的排烟阀排出，极大降低了排烟效率并浪费了能源，为解决此类问题提出均匀风量集中排烟模式的概念，通过调节排烟阀开启角度，使各排烟阀排烟量均匀一致，最大限度的将高温烟气由火源附近的排烟阀排出。基于质量、动量和能量守恒方程，以排烟道内烟流为控制体，建立均匀排烟模式下关于排烟阀流速、排烟量、排烟阀开启角度和排烟风机风压关系的理论预测模型并求出解析解；同时，以港珠澳大桥海底沉管隧道为原型，建立世界最大断面尺寸沉管试验隧道，开展足尺验证试验。研究结果表明：均匀风量排烟系统能够通过控制排烟阀开启角度平衡各排烟阀排烟量实现高效排烟的目的；提出火灾时应开启火源最近处排烟阀且在满足烟气流速限值的情况下，控制排烟阀开启数量，既能缩短烟气蔓延范围又能实现有效节能；均匀排烟模式下，各排烟阀排烟量均匀一致，排烟阀开启角度呈逐渐增大趋势，离火源越近排烟阀开启角度越小。最后，以10 MW火灾为例，通过足尺试验验证均匀风量集中排烟烟气运动理论模型的正确性。

关键词：隧道工程,足尺试验,隧道火灾,集中排烟系统,均匀排烟,理论模型

基金资助：重庆市基础科学与前沿技术研究专项项目（cstc2016jcyjA1548）；重庆市教委科学技术研究项目（KJ1600505）；山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培育基地开放基金项目（CQSLBF-Y16-17）；重庆市社会事业与民生保障科技创新专项项目（cstc2015shmszx30013）