【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道火灾烟气流动计算领域，具体涉及一种隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型的确定方法。
技术介绍
1、隧道火灾严重威胁着隧道内司乘人员及消防救援者的生命安全，同时隧道火灾还会对隧道结构造成破坏引发二次事故，造成更大的生命财产损失。并且隧道内烟气在流动过程中与周围环境不断进行热交换，使得烟气的速度场和温度场发生变化，进而导致烟气在隧道内分别表现出不同的流动特性，随着隧道火灾研究的不断的深入，学者们不仅仅局限于对隧道通风方式研究，隧道排烟技术也作为保障隧道内安全的重要手段被广泛研究。隧道的建造位置一般处于山区或河道，并且结合其狭长的建筑特点，一旦在隧道内发生火灾，控制带有毒性的高温烟气就显得尤为重要，如若排烟不当就可能会造成人员伤亡。目前现有的排烟方式有纵向排烟、横向排烟和重点排烟，其中纵向排烟是长公路隧道的主要排烟方式。虽然重点排烟在新建的特长隧道、城市隧道中应用广泛，但是不同隧道规范中关于设计产烟量以及排烟口设置参数方面存在的差异，给研究人员在设计过程中带来较大的困惑。当火灾位置与隧道端部排烟风机的距离过长时，重点排烟模式下排烟口漏风严重、烟道阻力增加，导致风机性能下降，排烟效果变差。因此，研究隧道纵向大区段重点排烟口临界间距及卷吸系数是一个亟待解决的问题。
2、隧道火灾烟气蔓延全过程可划分为4个阶段，按顺序依次为火羽流上升阶段和撞击顶棚阶段(根据火源功率的大小和隧道断面形状的不同，可以分为烟羽流撞击和火焰直接撞击两种情况)、径向蔓延阶段、过渡阶段以及一维流动阶段。前三个阶段较短，故可将
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
存在的问题，本专利技术的目的在于基于火灾动态模拟器fds及实验方法建立一种隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型的确定方法，与以往研究比较，本专利技术所述的技术参数更能够克服了纵向排烟和常规重点排烟的缺陷，使火源上游侧无烟气存在且火源下游侧烟气被控制在较小范围。该模式融合了纵向排烟和重点排烟的各自优势：可将烟气就近排出，减小了纵向排烟模式下高温烟气对隧道内设备大范围的破坏；开启排烟口数量少、漏风量少、控制方式简单、可操作性强，提高了排烟的时效性。由此可见，纵向大区段重点排烟模式具有更高的火灾安全性且可满足隧道逃生人员研究需求。本专利技术通过理论和实验相结合的方式进行分析，选择烟气允许高度为2m且能见度vz≥10m、温度tz≤60℃两个条件作为关键性判据。然后，通过数值模拟分析不同火源功率和不同长度、宽度隧道内烟气层厚度变化情况，提出合理的隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型的确定方法，所述模型包括：
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8、当隧道高度大于6m时，隧道单向点式排烟口最小临界间距d1中卷吸系数β1取0-0.005内，最大临界间距d1*中卷吸系数β2取0.0188-0.025内；当隧道高度不大于6m时，隧道单向点式排烟口最小临界间距d2中卷吸系数β1取0.0075-0.01内，最大临界间距d2*中卷吸系数β2取0.025-0.04内；
9、其中，d表示隧道纵向大区段重点排烟口间距；d1、d1*分别表示当隧道高度大于6m时，排烟出口的最小和最大临界间距；d2、d2*分别表示当隧道高度大于6m时，排烟口的最小和最大临界间距；h表示隧道高度；w表示隧道宽度；l1表示自然排烟情况下烟气允许高度为2m且满足能见度不小于10米时，能见度处计算的火源一侧与排烟口的临界距离；l2表示自然排烟情况下烟气允许高度为2m且满足温度不大于60℃时，计算的火源一侧与排烟口的临界距离；l1*表示机械排烟情况下烟气允许高度为2m且满足能见度不小于10米时计算的火源一侧与排烟口的临界距离；l2*表示机械排烟情况下烟气允许高度为2m且满足温度不大于60℃时计算的火源一侧与排烟口的临界距离；b1表示自然排烟下烟气允许高度为2m且满足温度不大于60℃条件下的温度衰减系数；b2表示机械排烟下烟气允许高度为2m且满足温度不大于60℃条件下的温度衰减系数；v表示机械排烟情况下纵向通风风速；b表示火源半径；q表示火源功率。
10、可选地，所述式(1)按以下步骤确定：
11、步骤1、根据《fire engineering guidelines》：确定能保证人员疏散环境安全的条件：烟气允许高度为2m时能见度应满足vz≥10m、温度应满足tz≤60℃；故需要确保两个条件的情况下即可保证人员疏散环境安全；
12、步骤2、对隧道纵向大区段重点排烟的烟气自由蔓延作用时的烟气质量流率进行理论推导，明确单向点式排烟口临界间距范围的有效性影响公式；
13、对隧道纵向大区段重点排烟的烟气在机械排烟作用时的烟气质量流率进行理论推导，明确单向点式排烟口临界间距范围的有效性影响公式；
14、步骤3、采用火灾动态模拟器fds模拟设定不同隧道长度、宽度下不同火源功率情况，在火灾动态模拟器fds中沿隧道长度方向等距设置温度测量横断面，根据相邻温度测量横断面的温度计算沿程烟气温度，获得沿程烟气温度的变化与火源距离的关系曲线，根据隧道内竖向温度分布直观地反应烟气分层情况；
15、步骤4、改变隧道长度、宽度设定值，重复步骤3获得不同火源功率下各隧道长度、宽度下烟气厚度，在自然排烟和机械排烟两种不同卷吸系数下对烟气层厚度进行处理，得到式(1)所示的隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型。
16、优选地，所述模型还给定了隧道高度不大于6m时，最大临界间距下的温度衰减系数的取值：b1＝0.012，b2＝0.01。
17、一种隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型在优化设计隧道通风排烟中的应用。确定的不同排烟模式下的排烟口临界间距及推荐卷吸系数用于优化设计隧道通风排烟参数，防止人员逃生时视线被烟气遮挡，并且提出排烟效果更为优异的纵向大区段重点排烟方式。
18、本专利技术所述的技术参数更能够本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型的确定方法，其特征在于，所述模型包括：
2.如权利要求1所述的隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型的确定方法，其特征在于，所述式(1)按以下步骤确定：
3.根据权利要求1所述的隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型的确定方法，其特征在于，所述模型还给定了隧道高度不大于6m时，最大临界间距下的温度衰减系数的取值：B1＝0.012，B2＝0.01。
【技术特征摘要】
1.一种隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型的确定方法，其特征在于，所述模型包括：
2.如权利要求1所述的隧道纵向大区段重点排烟口临界间距推荐卷吸系数计算模型的确定方法，其特征在于，所述式(1)按以下步...
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