一种铁路隧道救援站火灾控烟系统及风量计算方法技术方案

本发明专利技术公开一种铁路隧道救援站火灾控烟系统及风量计算方法，涉及火灾控烟领域，系统包括：设于铁路隧道洞内救援站路段的多个横通道

【技术实现步骤摘要】
一种铁路隧道救援站火灾控烟系统及风量计算方法


[0001]本专利技术涉及火灾控烟领域，特别是涉及一种铁路隧道救援站火灾控烟系统及风量计算方法
。

技术介绍

[0002]着火列车停靠救援站进行人员疏散过程中，列车内大量受困人员将通过站台穿越横通道进入安全隧道
。
传统的铁路隧道救援站通过横通道往主隧道内送风，这仅可保证安全隧道及横通道内没有有毒烟气侵入，但不能保证救援站站台没有烟气
。
燃烧的列车将在短时间内产生大量的烟气，烟气会迅速分布在主隧道内并下沉至逃生站台，这会严重影响受困人员的逃生环境
。
列车上人员众多所需的逃生时间长，逃生站台烟气下沉后会严重威胁受困人员生命安全，造成巨大的生命财产损失
。
例如现有的火灾通风排烟系统
(
如公开号为
CN114198128A
的中庭式地铁车站火灾通风排烟系统
)
也无法防止有毒烟气侵入逃生站台
。
对此，本专利技术提出一种能够有效阻止有毒烟气侵入逃生站台的铁路隧道救援站火灾控烟系统及风量计算方法
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种铁路隧道救援站火灾控烟系统及风量计算方法，利用挡烟垂壁和空气幕隔绝铁路隧道洞内救援站列车燃烧时产生的大量有毒烟气，保证逃生站台逃生环境，同时也能防止烟气通过横通道进入安全隧道
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种铁路隧道救援站火灾控烟系统，所述系统包括：设于所述铁路隧道洞内救援站路段的多个横通道
、
设于逃生站台远离横通道一端的挡烟垂壁和空气幕；
[0006]所述挡烟垂壁的上端连接于隧道内顶壁上，所述挡烟垂壁的下端悬空于列车轨道靠近逃生站台的一侧；所述空气幕连接于所述挡烟垂壁下端
。
[0007]可选的，所述挡烟垂壁下端距离所述逃生站台的距离小于列车顶部到所述逃生站台的距离
。
[0008]可选的，所述空气幕以所述横通道为界分段；每段所述空气幕设有空气幕送风管道，每一所述空气幕送风管道的一端连接所述空气幕，所述空气幕送风管道的另一端连接所述横通道
。
[0009]本专利技术还提供一种基于铁路隧道救援站火灾控烟系统实现的风量计算方法，所述方法具体包括：
[0010]以隧道横截面所在平面建立
XY
二维垂直坐标系，其中
Y
轴为重力方向；
[0011]基于所述
XY
二维垂直坐标系构建隧道烟气流函数和倾斜吹出的平面射流基本段的流函数；
[0012]利用所述隧道烟气流函数和所述倾斜吹出的平面射流基本段的流函数确定垂直送风口前流函数；
[0013]根据流体力学原理和所述垂直送风口前流函数确定以烟气流线和垂直送风平面射流线为边界的体积流量；
[0014]根据所述体积流量确定第一直送风射出流量和第二垂直送风射出流量；所述第一垂直送风射出流量为隧道内烟气流量达到饱和值时的垂直送风射出流量；所述第二垂直送风射出流量为隧道内烟气蔓延速度小于预设值时的垂直送风射出流量
。
[0015]可选的，所述隧道烟气流函数的表达式为：
[0016][0017]其中，
x
，
y
分别表示横纵坐标值；
ρ
n
为烟气密度；
λ
为沿程损失系数；
L
为与火源的距离；
D
为着火列车所在的行车主隧道当量直径；
ζ
为动静压转换系数；
k
为烟气热膨胀影响系数；
ρ
w
为隧道外空气密度；
h0为中和面高度；
n
为大气状态系数
。
[0018]可选的，所述倾斜吹出的平面射流基本段的流函数的表达式为：
[0019][0020]其中，
v0为垂直送风口射流速度；
a
为紊流系数；
b
为垂直送风口宽度；
α
为垂直送风口的射流角度，即出风方向与竖直方向的夹角
。
[0021]可选的，所述垂直送风口前流函数的表达式为：
[0022][0023]可选的，所述体积流量的表达式为：
[0024][0025]其中，
B
为空气幕墙长度；当
x
＝0，
y
＝0时，
Ψ
＝
Ψ0＝0；当
x
＝
H
，
y
＝0时，
H
为站台顶部至空气幕墙管底部之间的高度，则
[0026][0027]可选的，所述第一直送风射出流量的表达式为：
[0028][0029]其中，
[0030]可选的，所述第二垂直送风射出流量的表达式为：
[0031][0032]其中，
β
为热交换系数；
L
为空气幕墙与火源的距离；
H
为站台顶部至空气幕墙管底部之间的高度；
M
为火源热释放速率；
h
为烟气层高度；
α
为射流角度；
T0为隧道环境温度；
g
为重力加速度；
c
p
为空气定压比热容；
ρ0为隧道空气密度；
m0为烟气质量流量
。
[0033]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0034]本专利技术公开一种铁路隧道救援站火灾控烟系统及风量计算方法，涉及火灾控烟领域，系统包括：设于铁路隧道洞内救援站路段的多个横通道
、
设于逃生站台远离横通道一端的挡烟垂壁和空气幕；所述挡烟垂壁的上端连接于隧道内顶壁上，所述挡烟垂壁的下端悬空于列车轨道靠近逃生站台的一侧；所述空气幕设于所述挡烟垂壁下端
。
本专利技术使用空气幕和挡烟垂壁相结合的方式将着火列车和逃生站台分隔为两个独立的空间，这不仅能大大降低平导送风量
(
甚至不需要平导送风
)
，而且还能有效地防止烟气进入逃生站台，有于保障逃生站台上地受困人员生命安全
。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0036]图1为本专利技术实施例1提供的一种铁路隧道救援站火灾控烟系统结构图；
[0037]图2为
.
本专利技术实施例2提供的一种基于铁路隧道救援站火灾控烟系统实现的风量计算方法流程图
。
具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铁路隧道救援站火灾控烟系统，其特征在于，所述系统包括：设于所述铁路隧道洞内救援站路段的多个横通道
、
设于逃生站台远离横通道一端的挡烟垂壁和空气幕；所述挡烟垂壁的上端连接于隧道内顶壁上，所述挡烟垂壁的下端悬空于列车轨道靠近逃生站台的一侧；所述空气幕连接于所述挡烟垂壁下端
。2.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述挡烟垂壁下端距离所述逃生站台的距离小于列车顶部到所述逃生站台的距离
。3.
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空气幕以所述横通道为界分段；每段所述空气幕设有空气幕送风管道，每一所述空气幕送风管道的一端连接所述空气幕，所述空气幕送风管道的另一端连接所述横通道
。4.
一种基于权利要求1至3任一项所述的铁路隧道救援站火灾控烟系统实现的风量计算方法，其特征在于，所述方法具体包括：以隧道横截面所在平面建立
XY
二维垂直坐标系，其中
Y
轴为重力方向；基于所述
XY
二维垂直坐标系构建隧道烟气流函数和倾斜吹出的平面射流基本段的流函数；利用所述隧道烟气流函数和所述倾斜吹出的平面射流基本段的流函数确定垂直送风口前流函数；根据流体力学原理和所述垂直送风口前流函数确定以烟气流线和垂直送风平面射流线为边界的体积流量；根据所述体积流量确定第一直送风射出流量和第二垂直送风射出流量；所述第一垂直送风射出流量为隧道内烟气流量达到饱和值时的垂直送风射出流量；所述第二垂直送风射出流量为隧道内烟气蔓延速度小于预设值时的垂直送风射出流量
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述隧道烟气流函数的表达式为：其中，
x
，
y
分别表示横纵坐标值；
ρ
n
为烟气密度；
λ
为沿程损失系数；
L
为与火源的距离；
D
为着火列车所在的行车主隧道当量直径；
ζ
为动静压转...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾艳华，陶亮亮，杨桂畅，达志华，蒋辉，王志伟，马伟斌，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：