【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及消防安全，具体涉及一种用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法。
技术介绍
1、随着城市地下空间被逐渐开发，越来越多的电力电缆采用电缆隧道以及电缆沟、综合管廊等地下铺设方式传输电力能源。
2、高压电力电缆具有多层结构，其材料在运行过程中受到电、热、光、化学等因素会加速老化甚至被破坏，极易引发故障甚至造成火灾，且地下电缆隧道为相对封闭的空间，火灾有可能导致隧道发生爆炸或坍塌，造成较为严重的危害。
3、并且，根据城市的布局等原因，导致地下电缆隧道普遍具有大埋深、高落差、多转弯等特点，采用现有的细水雾灭火系统及干粉灭火系统等系统进行电缆隧道灭火时，不可避免地存在灭火死角，适应性极差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，解决无法有效地对地下电缆隧道实施灭火的问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，包括如下步骤：
4、得到待构建淹没式电缆隧道；
5、计算所述待构建淹没式电缆隧道灭火所需的最小二氧化碳用量；
6、根据所述最小二氧化碳用量，搭建充装孔位置、充装孔数量、充装孔覆盖半径、充气时间及充气速率之间的计算关系，得到用于所述待构建淹没式电缆隧道的二氧化碳理论充装模型；
7、搭建所述待构建淹没式电缆隧道的三维模型，于所述三维模型设置气体扩散约束及换热约束，得到实验模
8、依据所述二氧化碳理论充装模型于所述实验模型中模拟二氧化碳充装过程，筛选并优化所述二氧化碳理论充装模型，得到二氧化碳实际充装模型；
9、根据所述二氧化碳实际充装模型，于所述待构建淹没式电缆隧道设置所述充装孔；
10、其中：
11、所述充装孔用于向所述待构建淹没式电缆隧道充入二氧化碳。
12、可选地，所述计算所述待构建淹没式电缆隧道灭火所需的最小二氧化碳用量包括如下步骤：
13、计算所述待构建淹没式电缆隧道中能够灭火的最小二氧化碳体积比；
14、根据所述最小二氧化碳体积比及所述待构建淹没式电缆隧道的容积，计算所述最小二氧化碳用量。
15、可选地，所述最小二氧化碳体积比的计算公式为：
16、
17、其中：
18、x为所述最小二氧化碳体积比。
19、可选地，所述最小二氧化碳用量的计算公式为：
20、
21、其中：
22、x为所述最小二氧化碳体积比；
23、v为所述待构建淹没式电缆隧道的容积；
24、mmin为所述最小二氧化碳用量。
25、可选地，所述气体扩散约束包括连续方程、能量方程、动量方程、气体状态方程、组分传送方程及湍流方程。
26、可选地，所述连续方程为：
27、
28、其中：
29、ρ为气体密度，单位为kg/m3；
30、ui为i方向速度分量，单位为m/s；
31、所述能量方程为：
32、
33、其中：
34、h为泄漏气体的焓，单位为j/mol；
35、λ为热导系数，单位为w·m-1·k-1；
36、pdivu为表面力对微元体做的功，单位为j；
37、φ为能量消耗函数；
38、t为流体的热力学温度，单位为k；
39、sh为流体内热源项；
40、所述动量方程为：
41、
42、
43、
44、其中：
45、μ为动力粘度，单位为n·s/m2；
46、fi为微元体作用在i方向的力，单位为n；
47、所述气体状态方程为：
48、pv＝mrt其中：
49、p为压强，单位为pa；
50、r为气体常数，单位为j/(kg·k)；
51、m为气体质量，单位为kg；
52、v为气体体积，单位为m3；
53、所述组分分传输方程为：
54、
55、其中：
56、mi为各组分的质量分数；
57、γi为湍流扩散系数；
58、所述湍流方程为：
59、
60、
61、
62、其中：
63、ε为耗散率；
64、μt为运动粘度，单位为pa·s；
65、μ为动力粘度，单位为n·s/m2；
66、p为生成项。
67、可选地，所述换热约束包括所述待构建淹没式电缆隧道的墙体的传热系数和所述待构建淹没式电缆隧道内的对流换热系数。
68、可选地，所述筛选并优化所述二氧化碳理论充装模型包括如下步骤：
69、获取空间中能够发生火灾的最小氧气体积比；
70、检测模拟二氧化碳充装终点时，所述三维模型内的氧气体积比；
71、当所述三维模型内任意区域的氧气体积比大于所述最小氧气体积比时，从所述二氧化碳理论充装模型内删除此次模拟的充装孔设置参数组，直至采用所述二氧化碳理论充装模型内的每一组充装孔参数组进行模拟时，所述三维模型内任意区域的氧气体积比均小于所述最小氧气体积比时停止，得到所述二氧化碳实际充装模型。
72、可选地，全部所述充装孔沿所述待构建淹没式电缆隧道的长度方向分布。
73、可选地，全部所述充装孔均位于所述待构建淹没式电缆隧道的顶部。
74、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
75、本专利技术提供的一种用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，采用向待构建淹没式电缆隧道内冲入二氧化碳的方式，使隧道内的氧气含量降低至无法燃烧的程度，从而实施隧道灭火，以替代现有的细水雾灭火系统及干粉灭火系统，从根源上解决了现有灭火系统应对复杂隧道环境时容易出现灭火死角的问题；具体地，通过计算最小二氧化碳用量，优化二氧化碳的使用量，避免原料浪费；在此基础上，根据充装孔位置、充装孔数量、充装孔覆盖半径、充气时间及充气速率之间的计算关系搭建并得到二氧化碳理论充装模型，采用多点充入二氧化碳的方式优化灭火效率，并根据二氧化碳理论充装模型优化二氧化碳充入的参数，保证二氧化碳顺利覆盖待构建淹没式电缆隧道的前提下避免二氧化碳浪费；在此基础上，通过搭建三维模型，并赋予其扩散约束及换热约束，具体考虑不同形状的隧道内的气体扩散方式及隧道壁的换热情况，以进一步优化二氧化碳实际充装模型，通过模拟筛选出确定适配该形状隧道的充装孔参数组，从而得到二氧化碳实际充装模型；通过上述各步骤的相互配合，使该方法能够有效解决无法有效地对地下电缆隧道实施灭火的问题，并于该待构建淹没式电缆隧道内构建行之有效的灭火系统。
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1.一种用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，所述计算所述待构建淹没式电缆隧道灭火所需的最小二氧化碳用量包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，所述最小二氧化碳体积比的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，所述最小二氧化碳用量的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，所述气体扩散约束包括连续方程、能量方程、动量方程、气体状态方程、组分传送方程及湍流方程。
6.根据权利要求5所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，所述换热约束包括所述待构建淹没式电缆隧道的墙体的传热系数和所述待构建淹没式电缆隧道内的对流换热系数。
...【技术特征摘要】
1.一种用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，所述计算所述待构建淹没式电缆隧道灭火所需的最小二氧化碳用量包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，所述最小二氧化碳体积比的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，所述最小二氧化碳用量的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的用于复杂地形的淹没式电缆隧道灭火系统构建方法，其特征在于，所述气体扩散约束包括连续方程、能量方程、动量方程、气体状态方程、组分传送方程及湍流方程。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓宇，焦一飞，曾文慧，李宇，吴哲，敖文，王祖兵，倪江，杨迎新，李品，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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