[發(fā)明專利]一種可調(diào)式Y(jié)型隧道模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010074920.3
• 申請(qǐng)日: 2020-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN111145627B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯亞楠;翟越;丁賽喆;徐福順;屈璐;薄杰;高甲艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B25/00
• 分類號(hào): G09B25/00
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 包春菊

本發(fā)明屬于火災(zāi)安全技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種可調(diào)式Y(jié)型隧道模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方面，且對(duì)真實(shí)隧道的火災(zāi)場景的模擬度更高，模擬出在不同坡度和角度情況下Y型隧道處起火時(shí)，煙氣在隧道內(nèi)部的流動(dòng)情況以及排煙方式對(duì)煙氣的控制情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火災(zāi)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)式Y(jié)型隧道模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市的整體布置開始趨于復(fù)雜化、立體化，但是各種交通問題也隨之涌現(xiàn)，盡管近年來地面交通也在不停優(yōu)化，但是城市空間已經(jīng)趨于飽和，繼續(xù)改善地面交通明顯已經(jīng)不足以滿足城市發(fā)展的需要，而地鐵作為運(yùn)量大、速度快、污染小、能耗低的交通工具已成為各個(gè)城市優(yōu)先選擇的交通解決方案，各大城市開始陸續(xù)建立起系統(tǒng)的地鐵運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。

但是在地鐵的建設(shè)與運(yùn)營過程中，一些特有的問題也隨之而來，首先是地鐵運(yùn)力不足問題，由于現(xiàn)有的地鐵交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃多以人的經(jīng)驗(yàn)為主導(dǎo)地位規(guī)劃，很多線路在投入使用后出現(xiàn)了客流量遠(yuǎn)大于其設(shè)計(jì)客運(yùn)量的現(xiàn)象，尤其早晚高峰的擁堵現(xiàn)象極為突出，例如北京的西直門地鐵站、西安的小寨站等。其次是地下隧道災(zāi)害問題，盡管隧道等地下建筑對(duì)于災(zāi)害的防御能力高于地面建筑，但是當(dāng)?shù)叵陆ㄖ霈F(xiàn)災(zāi)害時(shí)，所造成的危害又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地面同類事件，特別是火災(zāi)對(duì)于地鐵隧道的影響最為嚴(yán)重，往往造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。以韓國大邱地鐵火災(zāi)為例，該起事故共造成198人死亡，其事故嚴(yán)重程度不言而喻。

針對(duì)第一種問題，目前我國大部分城市選擇的解決方案是開設(shè)Y字型交路，該方案能夠在短期內(nèi)有效緩解客流壓力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)量和運(yùn)能的匹配，并且支線在長期運(yùn)營的過程中可以逐漸獨(dú)立成線運(yùn)營，適當(dāng)緩解工程投資的壓力。比較典型的Y型線路有上海地鐵十號(hào)線、廣州地鐵三號(hào)線、成都地鐵一號(hào)線等。

而針對(duì)第二種問題，現(xiàn)階段對(duì)于隧道火災(zāi)領(lǐng)域的研究居多，并且多以采用模擬實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行，目前主流的方法有全尺寸隧道模擬實(shí)驗(yàn)法和小尺寸隧道模擬實(shí)驗(yàn)法，全尺寸隧道模擬實(shí)驗(yàn)方法由于成本高、實(shí)驗(yàn)規(guī)模大，一般很難開展，而小尺寸隧道模擬實(shí)驗(yàn)由于可以獲得大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，模擬出各種隧道類型，從而獲得了科研人員的青睞。

現(xiàn)有技術(shù)雖然已經(jīng)進(jìn)行了類似的研究，但是僅僅只對(duì)長直的單線隧道進(jìn)行了模擬，還尚未針對(duì)Y型隧道開發(fā)出專門的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑹o法滿足對(duì)Y型隧道火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)的需要。

例如，專利號(hào)為201610200868.5的專利文件公開了一種小尺寸多功能隧道實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用于對(duì)不同高寬比以及坡度的隧道進(jìn)行火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)，研究其火焰燃燒行為以及煙氣擴(kuò)散特性，但是這種裝置的缺陷在于：實(shí)驗(yàn)裝置模擬出的特殊情況較少，沒有支線通道，無法模擬出Y型交線這一特殊情況下的煙氣擴(kuò)散情況，只安裝有變頻風(fēng)機(jī)，只能模擬出火災(zāi)發(fā)生時(shí)啟動(dòng)排煙風(fēng)機(jī)的情況，不能模擬噴淋系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)單獨(dú)工作或與排煙風(fēng)機(jī)配合工作時(shí)隧道中的煙氣流動(dòng)變化以及溫度場的變化。此外在改變了坡度的情況下，多孔氣體燃燒器不能改變角度，從而無法繼續(xù)緊密貼合隧道底板，難以保證煙氣的流動(dòng)狀態(tài)不受影響。并且該實(shí)驗(yàn)裝置的側(cè)壁未豎向安裝溫度傳感器及煙氣傳感器，不能得出豎向的溫度以及煙氣濃度分布規(guī)律。該實(shí)驗(yàn)裝置的豎井尺寸受到了限制，無法研究豎井尺寸的變化對(duì)于煙氣傳播規(guī)律的影響。

再如專利號(hào)201110297771.8公開了一種多功能城市交通隧道火災(zāi)煙氣擴(kuò)散模型裝置，用于模擬不同火源位置、火源功率、風(fēng)速、坡度以及出入口的火災(zāi)情況，實(shí)驗(yàn)所用的防火玻璃窗設(shè)計(jì)尺寸較小，也未設(shè)置激光片片源，對(duì)于煙氣的流動(dòng)過程觀察較為困難。并且分支隧道設(shè)計(jì)較為簡單，與主線之間只有較為固定的角度，且坡度也與主線相一致，因此限制了主線支線之間不同角度及不同坡度下煙氣流動(dòng)特性。

再如專利號(hào)201621037695.1公開了一種用于地鐵折返線的火災(zāi)試驗(yàn)裝置，用于研究地鐵站前和站后的折返線隧道內(nèi)起火的情況以及射流風(fēng)機(jī)對(duì)煙氣控制的影響，該實(shí)驗(yàn)裝置限制了模擬對(duì)象僅為地鐵折返線路段，無法進(jìn)行Y型交線路段的火災(zāi)模擬，且上行和下行線路之間的空間距離保持一定，限制了折返隧道的角度以及坡度的改變，實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象較為單一。

發(fā)明內(nèi)容