[發明專利]一種隧道側向重點排煙火災煙氣逆流長度的計算方法

有效

• 申請號: 201911082568.1
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN111027176B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 郭昆;姜學鵬
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 陳曉斌

本發明涉及一種隧道側向重點排煙火災煙氣逆流長度的計算方法，包括以下具體步驟：確定煙氣逆流長度L的影響因素，建立煙氣逆流長度L與影響因素的關系式；確定基本量綱，建立煙氣逆流長度L與影響因素的量綱關系式；確定基本物理量，根據π定理得到影響因素的無量綱項，推導得到煙氣逆流長度L的無量綱計算公式；通過數值模擬得到不同工況下火災的煙氣逆流長度L的數值，將模擬結果繪制成散點圖，明確影響因素對煙氣逆流長度L的影響；對上述結果進行非線性擬合，得到無量綱關系式中的各未知系數的取值，進而建立無量綱煙氣逆流長度L的計算公式。有益效果是方法簡單，適用于不同的隧道，為側向重點排煙隧道火災煙氣控制及消防救援提供指導。

技術領域

本發明涉及隧道火災煙氣控制技術領域，具體涉及一種隧道側向重點排煙火災煙氣逆流長度的計算方法。

背景技術

為緩解城市交通壓力，隧道的應用越來越廣泛，截至2017年末，全國公路隧道共計16229處、總長達1528.51萬米。隧道的修建給人們的生活帶來了便利，與之相關的隧道安全成為人們重點關注的問題，其中隧道火災日益得到社會各界的關注。由于隧道空間密閉，一旦發生火災，高溫煙氣不易排出，不僅嚴重威脅司乘人員的生命財產安全，還會造成惡劣的社會影響。煙氣逆流是指火災煙氣順著隧道頂板向隧道兩端擴散，控制火災煙氣的逆流能夠保證隧道內的人員疏散安全以及滅火救援工作的開展。

目前，已有的集中排煙隧道火災煙氣逆流長度計算方法多是針對排煙口位于隧道頂部的情況，應用側向重點排煙模式的隧道中排煙口位于隧道側壁，相比于頂部排煙，此時煙氣的受力狀態與運動狀態已發生改變，國內外尚無針對側向重點排煙模式隧道火災煙氣逆流長度的計算方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種隧道側向重點排煙火災煙氣逆流長度的計算方法，旨在解決上述技術問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種隧道側向重點排煙火災煙氣逆流長度的計算方法，包括以下具體步驟：

S1：確定隧道火災場景下煙氣逆流長度L的影響因素，建立所述煙氣逆流長度L與所述影響因素的關系式；

S2：確定所述影響因素的基本量綱，將所述影響因素由所述基本量綱表示，建立所述煙氣逆流長度L與所述影響因素的量綱關系式；

S3：確定所述影響因素的基本物理量，根據π定理得到所述影響因素的無量綱項，進而將所述步驟S2中的所述量綱關系式轉變為無量綱關系式，再獲得所述煙氣逆流長度L的無量綱計算公式；

S4：通過火災動力模擬軟件進行數值模擬得到不同工況下火災的所述煙氣逆流長度L的數值，將模擬結果繪制成散點圖，明確所述影響因素對煙氣逆流長度L的影響；

S5：對所述散點圖的結果進行非線性擬合，得到所述步驟S3中的所述無量綱計算公式中的各未知系數的取值，進而建立無量綱式的所述煙氣逆流長度L的計算公式。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述步驟S1中，所述影響因素包括排煙口排煙速率v、火災熱釋放速率Q、空氣密度ρ₀、空氣定壓比熱C_p、空氣溫度T₀、重力加速度g、隧道高度H_D、排煙口間距l、排煙口距離頂板高度h、隧道寬度W_D、排煙口面積S、排煙口長寬比α。

進一步，所述步驟S1中，所述煙氣逆流長度L與所述影響因素的關系式為：

f(L,v,Q,ρ₀,C_P,T₀,g,H_D,l,h,W_D,S,α)＝0

進一步，所述步驟S2中，所述基本量綱包括質量M、時間t、長度L、溫度T。