多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台系统的制作方法

文档序号:14837723发布日期:2018-06-30 13:08阅读:401来源:国知局
多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台系统的制作方法

本发明属于结构工程建设模拟研究技术领域,尤其属于交通隧道工程火灾安全研究技术领域,特别涉及多车道公路隧道模拟不同位置火灾的实验平台系统。



背景技术:

公路隧道作为公路或道路交通系统的关键部分,由于在克服障碍物、改善线型、缩短行车距离、保护环境等方面具有显著优点,故在公路建设中被大量采用,据统计,截至2016年底中国公路隧道总数15181处,总长14039.7km,且仍处于不断增长的趋势,巨大的数量和长度,意味着势必加强注重其安全性。对于隧道而言火灾作为危害性最大的灾害,其一旦发生造成的损失是不可估量的,而对于公路隧道而言其不同于铁路隧道和其他的地下通道,其一般断面宽度比较大,包含多个车道,其断面内火灾发生的横向位置是不确定且多种多样的,如图1--图3所示,其有可能因为不同车道车辆相撞而在隧道中部位置发生火灾,有可能是由于车辆自燃或者追尾而在车道中心位置处发生火灾,也有可能是因为车辆撞到隧道侧壁而在隧道贴近侧壁处发生火灾等等,对于隧道而言由于其狭长近闭的独特结构特性,其内的火灾是一个十分复杂而且敏感的过程,火源位于不同横向位置处时其火焰羽流必然会因横向位置不同而受限程度不同,相对而言其对于新鲜空气的卷吸也会相应的发生变化且当火源位置不在隧道中心时必将带来不对称性差异,等等一切势必造成形成的基本火灾场景必定会发生巨大变化。

针对公路隧道火灾目前国内外开展了不少相关研究,中科大胡隆华、纪杰和霍然等基于现场实测、数值计算等方法对公路隧道火灾进行了深入研究,针对不同纵向风速、燃料类型、火灾规模等因子展开研究,并以此提出了火灾烟气临界风速计算方法,西南交大王峰、王明年和杨其新等人以秦岭终南山特长公路隧道和双螺旋曲线公路隧道等特点鲜明的公路隧道为依托,对隧道内火灾烟气分布特性进行了大量的试验和数值计算研究,获得了特长公路隧道及小半径曲线隧道火灾温度分布、烟流动态流动特性等火灾场景参数,同济大学闫治国、朱合华等人对城市公路隧道火灾烟气温度分布并以此探讨了越江隧道火灾安全控制和人员疏散的相关方法措施,韩国的Gwon等人和哥伦比亚大学的Kai Kang分别分析了隧道坡度和隧道断面宽度、断面宽高比等因子对隧道内部火灾烟流控制的影响,瑞典Ingason等人则对载有不同货物大型货车、不同断面形式及火灾规模的动态变化规律进行了研究,提出了火灾规模指数模型等。

可见目前对于公路隧道火灾的研究主要集中在不同燃料、不同坡度、不同隧道断面形态、不同隧道结构形式等影响下的火灾场景的基本变化及烟流控制研究,而对于断面不同位置横向位置火灾,西南交大王峰、中科大纪杰、唐飞等展开了一定的数值模型研究,而实验模拟研究较少,仅中科大针对其展开了一定的实验研究,但其具有三大典型缺陷,其一是其采用矩形断面代替拱形隧道断面,忽略了隧道拱形对于火焰羽流得限制作用,其二是其采用甲醇和丙烷作为可燃物,采用熏香作为烟气示踪剂并共同代替公路隧道火灾主要可燃物汽油和柴油,无论是从烟尘成分、烟气层厚度、火灾场景还原方面均于实际隧道火灾情形失真,其三是其主采用小规模火灾实验,过小的火灾规模其火焰羽流高度一般较低,其实际隧道大规模火灾火焰羽流形态差异明显,故总的来说,目前对于多车道公路横向火灾的研究对于实际隧道火灾大部分集中于数值模拟,实验研究较少,且仅有的实验研究平台系统存在较大的不足及失真,有必要针对多车道公路隧道火灾平台实验模拟系统进行创新设计及对公路隧道火灾展开深入研究。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台系统,能模拟出多车道公路隧道断面任意横向位置火灾的基本火灾场景,并以此研究不同横向位置发生火灾时隧道内部温度场分布、火焰羽流、火源燃烧效率的变化规律。

本发明提供了一种多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台系统,本发明通过以下技术方案实现:

多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台系统,包括公路隧道模拟平台和测试系统,其特征在于:公路隧道模拟平台用于模拟多车道公路隧道不同横向位置火灾,测试系统用于获得隧道内部火灾热释放速率、断面及纵向温度场分布、火源火焰羽流形态;

所述公路隧道模拟平台,由隧道模型结构和结构支撑台架构成;其中,隧道模型长度为8.5m,断面与公路隧道横断面相同,由薄钢板搭建,模型外部轴向表面包覆隔热层,一侧壁设置为防火钢化透明玻璃,结构支撑台架采用结构钢构建,支撑台架支撑隧道模型悬空;隧道模型中部设置有横向滑移轨道,模拟火源可沿轨道移动并固定;

所述测试系统包括:燃料质量损失测试系统,隧道内温度场测试系统,风速测试系统和实验过程图像记录系统。

所述质量损失测量测试系统设置于隧道模型中部,可沿横向滑移轨道移动,包括电子天平、天平托架、承重支架及与天平相连接的数据采集装置,模拟火源放置于天平上;温度场测试系统包括设置于隧道模型中心火源所处位置断面的热电偶树群、沿隧道模型纵向并位于隧道拱顶布置的热电偶树群和连接的数据采集装置;风速测试系统包括布置于隧道模型火源上游的2套风速记录仪;图像测量系统包括设置于隧道模型一端外的图像采集摄相机和隧道模型一侧外的用于照明的灯。

所述横向滑移轨道是在隧道底板上沿断面横向设置的两条槽,承重支架携带模拟火源、电子天平、天平托架在槽内横向任意移动。其可移动范围为两侧壁间的任意位置,可对公路隧道不同车道或车道上不同位置发生的火灾进行模拟,同时滑移槽上设置有相应的刻度,可精准定位具体位置,在实验过程中滑移槽中除了承重托架所在位置处的其他缝隙均可封闭,以防止底部卷吸影响燃烧。

所述模拟火源是灌装燃料的方形油池,燃料是公路隧道火灾车辆用燃料汽油或/和柴油。

所述的模拟隧道与实际公路隧道的断面尺寸比例是1:16。

所述隔热层是保温隔热材料硅酸铝针刺毛毡构成的厚度为30mm的包覆层。并用螺母锚固模型隧道的薄钢板上,用于模拟实际隧道外部衬砌的隔热效果。

所述的温度测试系统中热电偶以立体点阵布置,沿模拟隧道纵向设置6排,以模拟火源断面设置第一排,依次间隔50cm、100cm、150cm、250cm、350cm设置其他5排;每排竖直由隧道顶部向下设置5列,中心一列位于隧道断面中线,两侧各一列均距离隧道侧壁2cm,另两列位于相邻列中间;其余各排由隧道顶部向下设置1列,且均设置于隧道断面中线处;每列布置5个热电偶,顶部热电偶距离模拟隧道顶拱2cm,相邻热电偶之间间距6cm。

所述两套风速记录仪布置于距离模拟隧道火源断面1.5m、模拟隧道断面竖直中心线位置处,并分别与模型隧道底板的距离为0.1m、0.2m。

所述承重支架的总高度为15cm。

所述的热电偶量程按火源断面考虑不损坏和精度问题按照在确保热电偶不损坏的基本条件下,随火源断面按照远离火源距离的增大而逐渐减小的原则,在火源断面第一排5列热电偶的量程均为0℃~1200,间隔50cm及100cm处两列热电偶的量程为0℃~800℃,间隔150cm、250cm及350cm处3列热电偶的量程为0℃~600℃。

数据采集装置可实时记录整个实验过程中质量变化,测试频率为1HZ。

本发明多车道公路隧道实验火灾平台分为上部隧道模型及上部结构支撑台架两部分,其中上部隧道模型总长度为8.5m,模型断面是根据实际单向双车道公路隧道按一定相似比例构造,隧道模型整体主要采用可塑性较好的薄钢板搭建,同时模型一侧设置为12mm防火钢化透明玻璃,为观察隧道内部火灾发展及火焰形态提供采光,隧道模型外部采取隔热措施,以模拟实际隧道中衬砌达到相应隔热效果,火源位于隧道模型纵向中部,其可沿隧道断面横向位置可任意调节,以模拟实际情况中不同横向位置火灾的效果;实验上部结构支撑台架采用角钢构建,其需要满足确保上部隧道模型有一定竖向高度以及隧道模型整体处于水平两个要求;

火源断面处于模型隧道纵向中部,在隧道底板处沿断面横向设置有两条可滑移可封闭的槽,槽的宽度应确保承重托架可在槽内横向移动且不与槽壁接触,在实验过程中滑移槽中除了承重托架所在位置处的其他缝隙均可封闭,以防止底部卷吸影响燃烧,滑移槽上设置有相应的刻度,火源可通过滑移槽布置与断面横向任何位置,其可布置范围为隧道模型两侧壁间的任意位置,可对公路隧道不同车道或车道上不同位置发生的火灾进行模拟。

火源采用典型方形油池火,油池面积根据实际火灾规模确定,火源燃料采用公路隧道火灾主要火荷载即车辆的主要燃料汽油及柴油。

隔热措施为在隧道外部包裹一层隔热性能较好的保温隔热材料硅酸铝针刺毛毡,其厚度为30mm,并用螺母锚固模型隧道的薄钢板上,用于模拟实际隧道外部衬砌的隔热效果。

实验测试系统包括燃料质量损失测试系统,隧道内温度场测试系统,风速测试系统及实验过程图像记录系统:

热电偶量程应考虑不损坏和精度问题按照在确保热电偶不损坏的基本条件下,随火源断面按照远离火源距离的增大而逐渐减小的原则进行选择

风速测试系统与火源上游的2个风速测点及相应的在线风速记录仪器,所述的测点据隧道火源断面1.5m,并位于隧道断面中心线位置处,总共包含两个测点,测点距模型隧道底板距离分别为0.1m、0.2m。

质量损失测试系统包括电子天平、天平托架、承重支架及与天平相连接的数据采集装置,天平托架采用角钢焊接于上部结构支撑台架上,电子天平放置于天平托架上的平板上,测试过程中按油盘、承重托架、电子天平从上到下的顺序依次放置,同时用固体胶将连接固定,电子天平直接连接于数据采集装置上,并通过电脑同步记录实验过程中油池中油量的实时质量,承重托架的高度为15cm,其一方面防止高温影响天平测试精度,另一方面使油盘底面高度距隧道底板有一定高度,以与实际火灾中车辆油箱距地面高度相对应。

图像采集系统,由于隧道断面为拱形结构,从侧面不能完整记录火焰羽流形态,固摄相机布置隧道一端正前方隧道中心线上,实验过程中用支架把相机固定于一定位置处,同时调整对焦位置,聚焦于火源正上方,然后固定不变,确保每次测试相机位置及聚焦位置均一样,由于实验过程中燃烧烟气较大,本实验平台在隧道模型侧边靠近透密防火玻璃一侧设置有三盏高亮度LED灯对隧道内部探射,以方便清楚观测火焰羽流形态及烟流动态。

实验过程中,将测试系统测点按上述布置于实验平台上,并将温度测试元件热电偶与温度数据采集仪相连接、风速测试元件与风速数据采集仪相连接、电子天平与质量记录仪相连接,最后统一将各采集仪连接与数据记录电脑上,测试前分别进行系统数据初始化处理、采集,同时对相应的测试量程、采集频率、观测值进行设置,然后按上述布置好图像采集系统,调整至最佳效果并固定保持不变,最后点燃火源,进行测试。在测试过程中,电脑同步记录各数据采集仪所采集数据,待测试结束后保存并提取数据转换处理分析。

本发明设计的一种多车道公路隧道不同横向位置火灾模拟实验平台系统,主要针对多车道公路隧道内大规模汽油及柴油池火在断面不同横向位置处燃烧时,公路隧道火灾热释放速率、火源断面温度、隧道纵向温度分布、火焰羽流心态变化等火灾场景基本特性展开研究,同时分析其随横向位置的变化规律,采用简单易控、准确性较强、可信度较高的小尺寸实验平台代替操作复杂、费用高、误差大的全尺寸实验进行实验。采用本实验平台开展多车道公路隧道不同横向位置火灾模拟实验,通过对公路隧道实际火灾场景的还原,可为我国公路隧道火灾探测、火灾消防、结构防护设计、火灾安全控制以及后续的人员疏散、防排烟及疏散结构布置提供重要的数据基础及科学支撑,对于公路隧道运营及防灾救援疏散的发展及完善具有重大意义。

本发明的有益效果有如下几点:

(1)本发明提供了一种多车道公路隧道不同横向位置火灾模拟实验平台系统,获得了可模拟多车道公路隧道不同横向位置处发生火灾的实验测试平台,火源在断面内的横向位置可任意调节,可对多车道公路隧道断面内火灾发生的横向位置的多样性予以模拟。

(2)本实验平台断面形态、燃料类型、火灾规模、外包层隔温层、以及火源距隧道底板高度等均以实际隧道情况按照量纲相似理论予以设置,在确保可信度、准确性的情况下,可避免全尺寸火灾实验的操作复杂、可实施性差、实验误差大、成本高等缺点,通过该实验模拟平台可对多车道公路隧道不同横向位置处发生的火灾产生的温度场、火灾热释放速率、火焰羽流形态、烟流动态等火灾场景基本要素予以模拟或还原并记录。

(3)本实验建立的实时监测系统可对多车道公路隧道不同横向位置火灾整个燃烧过程进行记录,通过实时监测得到的大量的数据,一方面便于对比分析不同横向位置火灾隧道内部火灾场景的变化规律,另一方面可为我国公路隧道火灾探测、火灾消防、结构防护设计、火灾安全控制以及后续的人员疏散、防排烟及疏散结构布置提供重要的数据基础及科学支撑,对于公路隧道乃至铁路隧道的运营及防灾救援疏散的发展及完善具有重大意义。

附图说明

图1是多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台横向可滑移截面示意图;

图2是多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台横向可滑移俯视投影示意图;

图3是多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台整体布置正视图示意图;

图4是多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台整体布置俯视图示意图;

图5是多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台横断面K-K示意图,图中标记了尺寸,单位cm;

图6是多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台模型纵向中心火源所在截面示意图,图中各点阵表示温度测试热电偶布置位置,数字及双箭头标注为其布置距离,单位cm,字母为排序标示;

图7是多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台隧道中心纵断面布置示意图,图中各点阵表示温度或风速测点布置位置,数字及双箭头标注为其布置距离,单位cm,字母为排序标示;

图8是多车道公路隧道横向火灾位置可变的模拟实验平台质量损失测试系统整体布置示意图;

图9是多车道公路隧道隧道中线处发生不同车道车辆碰撞实际火灾与模型实验中模拟火源位置演化示意图;

图10是多车道公路隧道车道中线处车辆追尾实际火灾与模型实验中模拟火源位置演化示意图;

图11是多车道公路隧道侧壁处车辆碰撞侧壁实际火灾与模型实验中模拟火源位置演化示意图;

图12是本火灾模拟实验横向平台不同横向位置发生火灾时火源中心断面A断面内拱顶测点A31温度测试结果;

图13是本火灾模拟实验横向平台不同横向位置发生火灾时火源中心断面A断面内靠近隧道侧壁非防火玻璃侧测点A11温度测试结果;

图14是本火灾模拟实验横向平台不同横向位置发生火灾时距火源中心断面50cm处B断面内拱顶处测点B1温度测试结果;

图15是多车道公路隧道火源位于隧道中线位置处92#汽油油池火热释放速率曲线示意图。

图中标记:1-实际火灾图示,2-火源,3-上部隧道模型,4-上部结构支撑台架,5-防火玻璃观察窗,6-横向位置变化滑移槽,7-摄像机,8-LED灯,9-承重支架,10-天平托架,11-电子天平,12-采集装置,13-电脑,14-保温层。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述,实施例只用于对本发明进行进一步的说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据上述本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。

结合附图。

实施例一、模拟实验平台系统。

结合附图1~图11,通过实例对本发明进一步地说明。

一种多车道公路隧道不同横向位置火灾模拟实验平台包括实验多车道公路隧道火灾平台及相配套的测试系统。

如图3~图4,多车道公路隧道火灾平台包括上部隧道模型3及上部结构支撑台架4两部分:

如图3~图4所示,上部隧道模型3是根据实际单向双车道公路隧道按一定的相似比例构造,隧道模型总长度为8.5m,模型整体主要采用可塑性较好的薄钢板搭建,模型一侧距模型中心断面即火源中心断面A左右各2.25m的4.5m长的范围内设置3块长度1.5m,厚度为12mm防火钢化玻璃透明观察窗5,便于观察隧道内部火灾发展及火焰形态,隧道模型外部包裹一定厚度的隔热层14,以模拟实际隧道中衬砌达到相应隔热效果;实验上部结构支撑台架4采用角钢构建,其需要满足确保上部隧道模型3有一定竖向高度以及隧道模型整体处于水平两个要求。

火源2采用典型方形油池火,油池面积根据实际火灾规模确定,火源燃料采用公路隧道火灾主要火荷载即车辆的主要燃料汽油及柴油。

如图5所示,一种多车道公路隧道不同车道火灾燃烧特性实验平台按实际公路单向双车道按1:16的相似比例构造,断面高44cm,宽60cm,模型外侧包裹有一层厚度为30mm的保温隔热材料硅酸铝针刺毛毡隔热层14,并用螺母锚固模型隧道的薄钢板上,用于模拟实际隧道外部衬砌的隔热效果。

如图1~图2所示,隧道模型中部设置有横向滑移轨道,模拟火源可沿轨道在两侧壁间任意位置移动并横向固定;横向滑移轨道6即隧道底板上沿断面横向设置的两条槽6,承重支架携带模拟火源2、电子天平10可在槽内横向任意移动,槽的宽度应确保承重托架可在槽内横向移动且不与槽壁接触,其可移动范围为两侧壁间的任意位置,可对公路隧道不同车道或车道上不同位置发生的火灾进行模拟,同时滑移槽上设置有相应的刻度,可精准定位具体位置,在实验过程中滑移槽中除了承重托架所在位置处的其他缝隙均可封闭,以防止底部卷吸影响燃烧。

一种多车道公路隧道不同横向位置火灾模拟实验平台实验测试系统包括燃料质量损失测试系统,隧道内温度场测试系统,风速测试系统及实验过程图像记录系统;

质量损失测量测试系统包括电子天平、天平托架、承重支架及与天平相连接的数据采集装置,如图8所示,天平托架10采用角钢焊接于上部结构支撑台架4上,电子天平11放置于天平托架5上的平板上,测试过程中按油盘火源2、承重支架9、电子天平11从上到下的顺序依次放置,同时用固体胶将连接固定,电子天平11直接连接于数据采集装置12上,并通过电脑13同步记录实验过程中油池中油量的实时质量,承重托架9的高度为15cm,其一方面防止高温影响天平测试精度,另一方面使油盘底面高度距隧道底板有一定高度,以与实际火灾中车辆油箱距地面高度相对应。

如图6、图7所示,温度场测试系统包括模型中心火源所处位置断面热电偶树群、沿模型纵向并位于布置隧道拱顶下方的热电偶树群以及相应连接的数据采集装置。

温度测试系统中热电偶成点阵布置,且以一列5个热电偶测点为一树,统称为热电偶树,每个热电偶树尺寸相同,同一树中5个热电偶距顶部距离分别为2cm、8cm、14cm、20cm、26cm,热电偶树总数为10树,共50个测点,分别沿模型隧道中心断面即火源中心所在横向断面及沿隧道中心线隧道纵向拱顶布置,如图8所示图中各点阵代表温度测试系统的热电偶布置位置,双向箭头及数字代表热电偶距顶部的距离,单位:cm,字母为排序表示,断面内布置共布置5列热电偶即5树热电偶树,共包含25个测点,包含25个测点,分别位于该隧道模型纵向中心断面拱顶中心以及该断面上分别距拱顶中心横向两侧水平距离各0.15m、0.28m处,图6中A1、A2、A3、A4、A5分别表示横向布置各列,A11表示具体的热电偶布置位置是A1列热电偶从上至下数第1个热电偶;如图7所示,除A断面布置的热电偶测点外,沿隧道中心线隧道纵向拱顶还布置有5树热电偶,包含25个测点,其分别为距隧道模型中心即火源中心断面A截面内A3列热电偶纵向距离50cm、100cm、150cm、250cm、350cm处,图中图中各点阵代表温度测试系统的热电偶布置位置,双向箭头及数字代表热电偶距顶部的距离,单位:cm,字母为排序表示,图中B、C、D、E、F表示纵向竖向布置各列,其中B1表示具体的热电偶布置位置是B列热电偶从上至下数第1个热电偶。

所述的热电偶量程应考虑不损坏和精度问题按照在确保热电偶不损坏的基本条件下,随火源断面按照远离火源距离的增大而逐渐减小的原则进行选择,本实施中热电偶布置方式为火源中心断面A1、A2、A3、A4、A5列热电偶量程为:0~1200℃,B、C两列热电偶量程为:0~800℃,D、E、F两列热电偶量程为:0~600℃

风速测试系统包括布置与火源上游的2个风速测点及相应的在线风速记录仪器;如图7所示,风速测点用V1、V2表示,总共包含两个测点,测点距模型隧道底板距离分别为10cm、20cm,布置于距隧道火源断面A纵向250cm处。

图像测量系统主要包括图像采集摄相机、用于探照以方便观测的高亮度LED灯;如图3~图4所示,由于隧道断面为拱形结构,从侧面不能完整记录火焰羽流形态,摄像机7布置于隧道模型端部正前方隧道中心线上,实验过程中用支架把相机固定于一定位置处,同时调整对焦位置,聚焦于火源2正上方,然后固定不变,确保每次测试相机位置及聚焦位置均一样,由于实验过程中燃烧烟气较大,本实验平台在隧道模型侧边靠近透明防火玻璃5一侧设置有三盏高亮度LED灯8对隧道内部探射,以方便清楚观测火焰羽流形态及烟流动态。

实施例二、多车道公路隧道不同横向位置火灾模拟实验平台的应用。

本实施例采用上述多车道公路隧道不同横向位置火灾模拟实验平台,分别模拟了如图9~图11所示,不同车道车辆相撞而在隧道中部位置发生火灾,如图9,即图中位置Middle、车辆自燃或者追尾而在车道中心位置处发生火灾,如图10,即图中位置Side、车辆撞到隧道侧壁而在隧道贴近侧壁处发生火灾三种情况的火灾,如图11,即图中位置Wall。

实验过程中,将测试系统测点按如图6、图7所示布置于实验平台上,并将温度测试元件热电偶与温度数据采集仪相连接、风速测试元件与风速数据采集仪相连接、电子天平与质量记录仪相连接,最后统一将各采集仪连接与数据记录电脑上,测试前分别进行系统数据初始化处理、采集,同时对相应的测试量程、采集频率、观测值进行设置,然后按上述布置好图像采集系统,调整至最佳效果并固定保持不变,最后点燃火源,进行测试。在测试过程中,电脑同步记录各数据采集仪所采集数据,待测试结束后保存并提取数据转换处理分析。

本实施例采用的火源燃料为小汽车主要燃料92#汽油,火灾燃烧持续时间约为10min,测试数据时间约为40min,实验测试过程中采用控制变量法,针对不同火灾情况均采用同样尺寸油盘及同样质量同种型号的燃料,下面以实验平台隧道模型内部温度分布测试结果进行分析。

图15给出当火源位于火源热释放速率曲线,分析曲线可见该质量损失曲线呈现隧道火灾典型三阶段型式,即明显分为三个阶段,即火源燃烧增长阶段、火源燃烧稳定阶段、火源燃烧衰退阶段,可见该平台测试系统对于隧道火灾模拟真实性较强,同时还可见最大热释放速率达4.5mw,本次测试拟模拟隧道内两辆小汽车燃烧时的火灾场景,根据国际公路报告PIARC报告对隧道内部火灾规模统计数据可知,两辆小气车在隧道内部发生火灾时,其最大热释放速率达5mw,对比可见两者差距较小,可见本实验平台及测试系统能较好地反映隧道火灾真实场景。

图12和图13给出了不同火灾情况下隧道内部火源中部断面A断面,隧道中线位置处A3列热电偶树A31和A32的温度测试结果。如图11所示,从A31测试结果可以看出,当火源位于不同横向位置时,该测点处存在较大的温度差,其中火源位于隧道中线位置Middle与火源位于隧道车道中线位置Side最大温差达100℃,火源位于隧道中线位置Middle与火源位于隧道侧壁靠墙位置Wall最大温差大70℃,随着距隧道中线位置的增大,呈现随着距隧道中线距离的增大,测点位置处的温度逐渐减小的规律;如图12所示,从A32的测试结果可以看出,当火源位于不同横向位置时,该测点处仍存在较大的温度差,其中火源位于隧道中线位置Middle与火源位于隧道车道中线位置Side最大温差达300℃,火源位于隧道中线位置Middle与火源位于隧道侧壁靠墙位置Wall最大温差大350℃,但是随着距隧道中线位置的增大,呈现相反的规律,即随着距隧道中线距离的增大,该测点位置处的温度逐渐增大。可见火源在断面横内的位置对于断面内部温度场分布影响较大,温度场的分布对于后续结构防火设计、防灾救援等影响较大,故火灾位于不同横向时,应有针对性

图14给出纵向断面内距火源断面分别50cm处断面拱顶测点B1测点温度测试结果。如图14所示,从B1测试结果可以看出,此时火源位于隧道中线Middle时最大温度仅160℃,火源位于隧道车道中线Side处最大温度仅170℃,火源位于侧壁Wall时最大温度达140℃,其相对如图13中最大温度差距高达400℃,温度场沿纵向降得非常快;同时还可见火源位于不同位置处时,断面纵向拱顶间的温度之间以及温度增长速度明显不同,此时侧边Side温度较高,且到达最高温度的速度均较快。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1