[发明专利]坡度可调隧道火灾风洞实验装置无效

专利信息
申请号: 200710032353.X 申请日: 2007-12-11
公开(公告)号: CN101187591A 公开(公告)日: 2008-05-28
发明(设计)人: 龙新峰;李艳玲 申请(专利权)人: 华南理工大学
主分类号: G01M9/02 分类号: G01M9/02
代理公司: 广州粤高专利代理有限公司 代理人: 何淑珍
地址: 510640广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 坡度 可调 隧道 火灾 风洞 实验 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种火灾实验装置,特别涉及一种坡度可调隧道火灾风洞实验装置。

背景技术

为了最大程度的减少人员伤亡、车辆损废和火灾对隧道结构的破坏,需要研究隧道内火灾条件下的烟气运动规律。在研究隧道内火灾烟气运动规律的方法中,有隧道火灾模拟实验、数值模拟和理论分析三大类。隧道内的火灾烟气运动规律非常复杂、影响因素也较多,目前完全通过数值模拟和理论推导来研究隧道烟气的运动规律还有一定的困难。因此,通过实验手段——隧道火灾模拟实验来探询隧道烟气的运动规律就显得十分必要。

目前,针对隧道火灾进行的模拟实验研究主要有三种方式:(1)盐水实验模拟;(2)大尺寸及全尺寸实验研究;(3)小尺寸模型实验研究。

盐水实验模拟一种是用湍浮盐水在清水中的运动和扩散来模拟受限空间火灾烟气在空气中的蔓延和热量传递的研究方法,其特点是不同介质的模拟。早在1963年Thomas就用盐水模拟技术来显示顶棚和侧壁的排烟口向大房间里排烟的效果,Tangren等人也于1978年运用该方法在1/5模型里研究带有走廊或窗口的房间火灾所产生的热烟气层密度和位置。之后,有许多研究者利用盐水实验模拟方法来研究密闭复合腔内火灾诱发的烟气流动、二维重力流的流动性质,受限空间烟羽流准稳态结构和蔓延规律、顶棚射流和顶棚下分层流的发生发展过程,侧室-走廊烟气和卷吸空气的运动规律,中庭类型建筑物内的火灾烟气运动规律和地下建筑的火灾烟气运动。这些实验结果都对研究火灾烟气运动规律提供了很大帮助。但是盐水实验模拟方法也存在着以下一些缺点:在盐水实验中忽略了壁面传热以及燃烧时的化学反应,实验模拟的烟气层温度较实体燃烧实验偏低。该方法的基本理论还不够完善,定量研究的误差较大。

开展大尺寸尤其是全尺寸的相关试验来对已有的小尺寸试验和数值模拟的结果进行验证和修正非常重要,国外在这方面做了大量的工作。美国、日本等国利用废弃的隧道进行过一系列全尺寸实验,如1965年进行的Ofenegg隧道火灾试验,1974-1975年奥地利在废弃的Zwerberg隧道中进行的火火试验,1976年,Heselden等人在废弃的格拉斯哥隧道内进行的试验,1990-1993年,欧洲的EUREKA 499计划在挪威Repparfjord隧道中进行的5次火灾试验,1993-1995年,美国MTFVTP项目在西维吉尼亚Memorial公路隧道中进行的92次火灾测验,2001年,日本在New Tomei高速公路Shimizu 3号隧道开展的大断面公路隧道足尺寸火灾试验;2003年,欧洲UPTUN项目在挪威废弃的两车道Runehamar隧道内进行的4次足尺寸火灾试验。

我国开展该类试验研究较少,只有中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室在云南省昆明-石林高速公路阳宗隧道内进行了全尺寸火灾模拟试验。西南交通大学杨其新教授等人则借助大比例火灾模型试验,研究了火灾时隧道内温度随时间的变化,最高温度与通风风速、火灾规模等的关系。该模型隧道采用钢筋混凝土管段连接而成,长100m,坡度2%,隧道内径1.8m,衬砌壁厚15cm,近似秦岭特长公路隧道的断面形状。

大尺寸及全尺寸试验对认识火灾特性,揭示变化规律,发挥着很重要的作用。但是,由于隧道结构的特殊性及巨大的长宽比特征,建造全尺寸或者大尺寸的试验平台是比较困难的,需要耗费大量的人力物力。另外,由于实际火灾的复杂性和随机性,全尺寸火灾实验往往又是无法实现的。与此相对应,以相似理论为依据建立的小尺寸模型试验具有真实再现火灾现象的特点,在节约时间、缩短空间以及节省人力、物力、财力等方面具有独特的优越性,因而在针对隧道火灾的研究方法中显得尤为重要而被广泛应用。

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