[發(fā)明專利]一種用于水下“V”形坡隧道內(nèi)溫度分布預(yù)測的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911083586.1 | 申請日： | 2019-11-07 |
| 公開（公告）號： | CN110887583A | 公開（公告）日： | 2020-03-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 謝智云;姜學(xué)鵬;景安 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢科技大學(xué) |
| 主分類號： | G01K13/02 | 分類號： | G01K13/02 |
| 代理公司： | 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212 | 代理人： | 陳曉斌 |
| 地址： | 430081 湖北省武漢*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 水下 隧道 溫度 分布 預(yù)測 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種用于水下“V”形坡隧道內(nèi)溫度分布預(yù)測的方法，包括以下具體步驟：根據(jù)隧道的坡型，確定所述隧道內(nèi)的火災(zāi)場景模擬的基礎(chǔ)設(shè)定參數(shù)；以所述基礎(chǔ)設(shè)定參數(shù)為變量，通過火災(zāi)動力模擬軟件進行數(shù)值模擬計算，獲得不同條件下隧道內(nèi)的縱向分布溫度數(shù)值；根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果，確定所述隧道內(nèi)縱向溫度衰減的相關(guān)參數(shù)和基礎(chǔ)設(shè)定參數(shù)中對隧道內(nèi)縱向溫度衰減的影響因子；根據(jù)所述影響因子和所述相關(guān)參數(shù)，構(gòu)建出水下“V”形坡的所述隧道內(nèi)溫度衰減的預(yù)測模型。有益效果是綜合考慮了水下“V”形坡隧道結(jié)構(gòu)的特殊性，確定了隧道坡度i及火源功率Q對隧道內(nèi)溫度遞減的影響，適用于多種不同坡度、火源功率的水下“V”形坡隧道火災(zāi)溫度預(yù)測。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及隧道火災(zāi)防排煙技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于水下“V”形坡隧道內(nèi)溫度分布預(yù)測的方法。
背景技術(shù)
近年來，水下隧道在國內(nèi)外得到了迅速發(fā)展。但水下隧道屬于典型的受限空間，火災(zāi)產(chǎn)生的大量高溫?zé)煔獠灰着懦觯瑖乐赝{到人員安全逃生，甚至破壞隧道的結(jié)構(gòu)特性。對于水下“V”形坡隧道，變化的坡度使得隧道內(nèi)的煙氣運動更為復(fù)雜，危險性更高。但前人研究的隧道類型多為水平隧道和單坡度隧道，較少研究不同縱向坡形隧道，關(guān)于水下“V”形坡隧道煙氣溫度衰減的研究更少。因此，開展水下“V”形坡隧道煙氣溫度縱向衰減研究顯得尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于水下“V”形坡隧道內(nèi)溫度分布預(yù)測的方法，旨在解決上述技術(shù)問題。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
一種用于水下“V”形坡隧道內(nèi)溫度分布預(yù)測的方法，包括以下具體步驟：
S1：根據(jù)隧道的坡型，確定所述隧道內(nèi)的火災(zāi)場景模擬的基礎(chǔ)設(shè)定參數(shù)；
S2：以所述基礎(chǔ)設(shè)定參數(shù)為變量，通過火災(zāi)動力模擬軟件進行數(shù)值模擬計算，獲得不同條件下隧道內(nèi)的縱向分布溫度數(shù)值；
S3：根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果，確定所述隧道內(nèi)縱向溫度衰減的相關(guān)參數(shù)和所述基礎(chǔ)設(shè)定參數(shù)中對所述隧道內(nèi)縱向溫度衰減的影響因子；
S4：根據(jù)所述影響因子和所述相關(guān)參數(shù)，構(gòu)建出水下“V”形坡的所述隧道內(nèi)溫度衰減的預(yù)測模型。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
進一步，所述步驟S1中，所述基礎(chǔ)設(shè)定參數(shù)包括隧道模型尺寸、隧道坡度i和火源功率Q。
進一步，所述火源功率Q的范圍值為3～20MW。
進一步，所述隧道模型尺寸的范圍值為600m×12.5m×(4～6)m。
進一步，所述隧道坡度i的范圍值為1％～8％。
進一步，所述步驟S3中，所述相關(guān)參數(shù)包括與所述火源功率Q相關(guān)的擬合系數(shù)K1和與所述隧道坡度i相關(guān)的擬合系數(shù)K2。
進一步，所述擬合系數(shù)K1的計算公式如下：
式中：Q為火源功率，單位為kW；ρ0為空氣密度，單位為kg/m3；cp為空氣定壓比熱容，單位為kJ/(kg·K)；g為重力加速度，單位為m/s2；T0為環(huán)境溫度，單位為K；H為地面距頂板的高度，單位為m。
進一步，所述擬合系數(shù)K2的計算公式如下：
K2＝-0.36-0.97i1.25。
進一步，所述步驟S4中，煙氣溫度沿其流動方向的衰減的公式如下：
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