[发明专利]一种高原隧道火灾烟气控制风速设计方法

权利要求书

1.一种高原隧道火灾烟气控制风速设计方法，其特征在于包括：

1)运用火灾动力学软件FDS，得到不同海拔条件下不同规模公路隧道火灾所对应的通风临界风速；选取双车道公路隧道断面，运用FDS软件建立隧道全尺寸曲顶模型；运用模型，获得不同火灾规模的临界风速数值结果；

2)结合临界风速结果，应用无量纲分析得到无量纲隧道临界风速表达式；考虑火灾热释放率Q₀、空气密度ρ₀、空气比热容c_P、空气温度T、重力加速度g、隧道水力直径H因素对隧道临界风速V_c的影响，运用无量纲分析方法，得到无量纲隧道临界风速表达式：

进一步化简得：

V_c^*＝f(Q^*)

其中

3)开展隧道模型试验，确定并获得不同海拔条件下隧道火灾火源热释放率变化规律；建立1：16隧道缩尺模型，获得海拔高度对火源热释放率的影响，通过在504m、3297m、3544m、4103m、4446m不同海拔高度开展试验，得到不同海拔高度下火源热释放率的变化曲线，得不同海拔高度火源热释放率满足如下表达式：

Y＝-0.009x²-0.125x+1.065(Y≤1)

其中，Y为不同海拔高度火源热释放率与海拔504m火源热释放率的比值；x为海拔高度；隧道火灾火源热释放率采用失重法分析获得：HRR＝χmΔh_c，式中：χ为燃料燃烧效率；m为燃料燃烧质量损失速率；Δh_c为可燃物的热值；

4)结合不同海拔条件下隧道火灾火源热释放率变化规律，考虑海拔高度对火源热释放率的影响，修正无量纲隧道临界风速表达式，获得不同海拔条件下隧道火灾烟气控制风速设计方法：

式中V_c^*为无量纲隧道火灾临界控制风速，Q^*为无量纲火源热释放率，x为海拔高度。