论文摘要
地铁作为重要的交通工具在许多大中城市投入使用,然而,地铁一旦发生火灾,高温烟气严重威胁着人们的交通环境安全。火灾时,地铁机械防排烟系统快速探测火灾,迅速启动,有效排出高温有害烟气,能够为人员疏散和灭火救援提供有利条件。因此,研究火灾情况下,地铁机械防排烟系统不同运行模式下,地铁站台区间烟气蔓延流动规律,进而对比不同工况防排烟系统工作效率,对地铁机械防排烟系统性能化设计提供一定的指导与依据,并可为地铁火灾的控制优化提供辅助与决策,具有重要的实际意义。本文以西安地铁二号线典型站纬一街车站为研究对象,通过对地铁火灾烟气特征和防排烟系统的分析,利用FLUENT软件,建立地铁车站站台火灾烟气物理模型,选定计算公式,确定边界条件,从而模拟研究不同工况条件下,站台层、站厅层的烟气蔓延流动规律,分析不同工况下防排烟系统工作效率,并通过实测数据验证现有防排烟系统设计的安全有效性。研究结果表明,站台层起火或者站厅层起火时,现有防排烟系统工作模式对有效排出烟气效果不一致;站台层火灾时,增加防排烟口之间距离或者减少防排烟口之间距离对排烟功效作用影响甚微;而工况一与挡烟垂壁作用,阻挡烟气蔓延流动的效率大于工况二与挡烟垂壁的效率;增加防排烟口数量,减少防排烟口单位面积排烟速率,同时减少防排烟口之间距离,与挡烟垂壁共同作用,阻挡烟气蔓延流动的效率大于工况一的工作效率;站厅火灾时,增加防排烟口之间距离的工作模式,更加有利于排出高温有害烟气,更利于人员安全疏散与灭火救援。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 选题背景与研究意义1.2 国内外研究现状1.2.1 地铁建筑特点及火灾危害1.2.2 地铁火灾研究方法与研究成果1.2.3 实测方法研究情况1.2.4 模型试验方法研究情况1.2.5 数值模拟方法研究情况1.3 本文的研究内容、技术路线1.3.1 研究的主要内容1.3.2 技术路线2 地铁火灾烟气特征及火灾防排烟系统2.1 地铁火灾烟气蔓延流动的基本特性2.1.1 烟气的产生2.1.2 地铁烟气层流动特性2.2 地铁防排烟系统概述2.2.1 地铁防排烟系统简介2.2.2 车站公共区域地铁防排烟系统2.2.3 车站设备管理用房防排烟系统2.2.4 隧道区间防排烟系统2.3 地铁机械防排烟系统的重要性2.4 小结3 地铁火灾烟气蔓延流动模拟3.1 本文采用模拟的软件FLUENT3.1.1 FLUENT 软件功能介绍3.1.2 FLUENT 软件的结构3.1.3 FLUENT 软件计算流体类型3.1.4 FLUENT 软件计算求解技术3.1.5 FLUENT 软件的物理模型3.1.6 FLUENT 软件的优点3.2 本文利用FLUENT 要做的模拟3.3 建立物理模型3.3.1 研究对象概述及防排烟设计参数3.3.2 模型图及说明3.3.3 模型的假设和简化3.4 边界条件设定3.4.1 火源的选择与设定3.4.2 温度、压力、湿度等边界条件3.4.3 模拟时间的确定3.4.4 烟气产物组分及排烟速率的计算3.5 不同工况概述3.5.1 防排烟系统工况一3.5.2 防排烟系统工况二3.5.3 防排烟系统工况三3.5.4 防排烟系统工况四3.5.5 防排烟系统工况五3.6 性能化评估地铁火灾机械防排烟系统的判据4 FLUENT 模拟结果分析4.1 模拟工况一数值模拟结果及分析4.1.1 模拟结果4.1.2 工况一模拟结果分析4.1.3 工况一模拟结果小结4.2 模拟工况二数值模拟结果及分析4.2.1 模拟结果4.2.2 工况二模式下数值模拟结果分析4.2.3 工况二模拟结果分析小结4.3 模拟工况三数值模拟结果及分析4.3.1 模拟结果4.3.2 工况三模式下数值模拟结果分析4.3.3 工况三模拟结果小结4.4 模拟工况四数值模拟结果及分析4.4.1 模拟结果4.4.2 工况四模式下数值模拟结果分析4.4.3 工况四模拟结果小结4.5 模拟工况五数值模拟结果及分析4.5.1 模拟结果4.5.2 工况五模式下数值模拟结果分析4.5.3 工况五模拟结果小结4.6 对比分析模拟结果4.6.1 工况一模拟结果工况二模拟结果对比分析4.6.2 工况三模拟结果工况四模拟结果对比分析4.6.3 工况五模拟结果工况一模拟结果对比分析4.7 小结5 实验数据分析验证5.1 实验数据5.1.1 实验测量地铁初始条件5.1.2 实验结果5.2 实验数据分析验证6 结论致谢参考文献附录
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