公路隧道通风控制系统的研究

通风系统是长大公路隧道的重要组成部分.将隧道内有害气体及粉尘浓度控制在容许限度之内,是通风控制的目的.通过传感器采集隧道内有害气体及粉尘浓度,并将主要的控制参数传递给上位机,一旦超标就启动声光报警和风机换气.考虑到节能的同题,将变频调速技术应用到隧道通风控制中.     

纵向风速对隧道中细水雾灭火效果 的影响研究

隧道作为交通的咽喉要道,一旦发生火灾,给人员逃生带来很大的困难。利用隧道火灾模拟平台,分别对车顶和车底两个位置进行了细水雾灭火的模拟实验,研究不同风速对隧道火灾的温度、气体组分浓度和热辐射等参量的影响,据此研究细水雾灭火系统在隧道火灾中抑制、扑灭火灾,降低火场温度、净化火源附近空气以及隔绝热辐射的能力。结果表明:当风速增大时,火场烟气平均温度逐渐减小,CO浓度的峰值显著降低,热辐射强度也有效降低。在实验条件下,隧道纵向通风作用有利于保障火场安全。     

空气质量测试在长大隧道施工中的应用

为避免隧道施工空气中的有害气体和粉尘危害施工人员健康,利用PortaSens Ⅱ气体检测仪和激光粉尘仪分别对隧道施工中的主要有害气体和粉尘进行现场测试,根据测试数据对施工通风效果进行评价,对通风存在的缺陷进行完善.油竹山隧道空气质量测试结果显示,隧道施工第1、2阶段通风效果良好,第3阶段粉尘质量浓度超标.针对粉尘超标,在隧道产生粉尘最多的掌子面附近增设于式空气除尘机.增设除尘机后的掌子面附近粉尘测试数据显示,除尘机开启120s后,空气中的粉尘质量浓度由初始的75 mg/m3下降到3 mg/m3,空气质量达到隧道施工环境标准.隧道施工中,增设空气除尘的通风系统可有效保证洞内空气质量;在污风出口采取喷洒水雾、加强绿化等措施可减轻排出的污风对隧道周围环境的污染.     

基于.net的公路隧道风网解算可视化软件开发

长大公路隧道常见的通风方式有纵向式通风、半横向式通风和横向式通风，其中，半横向式通风和横向式通风及多竖（斜）井纵向式通风的传统计算方法较为复杂。基于．net环境的C#面向对象编程语言，应用矿井通风网络解算中较为成熟的Scott—Hinsley回路算法，在考虑了自然风压、尤其是交通风压对隧道通风网络的影响之下，设计开发了公路隧道风网解算可视化软件，并通过实际工程的实例计算，表明该软件具有计算量小、使用方便的特色，     

城市道路隧道内吊顶式净化通风系统纵向布置方案优化研究

为从根本上解决隧道内空气污染问题,达到运营节能的目的 ,利用Fluent软件建立数值模拟模型,通过分析直线隧道内污染物分布规律,确定吊顶式净化通风系统设置位置及净化范围,同时建立吊顶式净化通风系统隧道模型,对其纵向布置方案进行优化研究.结果 表明:隧道内CO浓度基本呈线性分布,在距隧道入口1300 in位置,需布置吊顶...     

特长TBM施工隧道环境粉尘安全控制研究

采用双洞单线设计方案的中天山隧道长约22.5 km,施工通风采用独头通风方案,其进口TBM施工段的长度达到13.8 km,创下国内TBM独头施工通风长度新高。此外,TBM的掘进中将产生大量的粉尘对隧道的安全施工造成重大影响,超长距离的施工通风能否提供足够的风量来净化作业环境中的粉尘相关的研究非常必要。于是对中天山隧道施工环境中的粉尘含量进行了数值模拟和现场测试,期望得出施工环境中粉尘的分布规律以更好地指导隧道安全、高效的施工。     

室内环境空气中甲醛净化模块特性试验研究

现阶段甲醛是超标最严重的一类室内空气污染物,针对室内环境空气中甲醛污染问题,设计搭建一台便于测试且可替换净化模块的空气净化装置.测试并分析甲醛气体在单独或集成使用不同净化技术时的衰减特性,包括净化技术、送风量、初始质量浓度对甲醛衰减的影响.结果表明:在等条件下,"活性炭+光触媒"对甲醛去除效果较单一技术更佳;组合净化在等浓度变风量情况下存在最高甲醛去除率并对应的最佳送风量为140 m3/h;初始质量浓度影响净化模块的处理效率,在一定范围内,一次净化效率随初始质量浓度升高而升高.     

风机横向布置间距对公路隧道污染物分布的影响研究

隧道内风机布置方式对通风效率和汽车尾气净化有显著影响,为了优化隧道顶部风机横向布置,提高隧道通风效率,改善隧道内的环境质量,有效节约隧道运营通风能耗,利用计算流体软件Fluent,建立公路隧道射流通风模型,开展不同风机横向布置间距隧道内流场和污染物分布的三维数值模拟,分析隧道内流场分布、纵向CO质量分数分布和不同截面CO质量分数分布特征及规律。结果表明:风机横向布置间距对隧道内的通风和净化除尘效果都有一定的影响,流场分布与污染物分布规律相似;在风机横向布置间距为3倍风机直径时,升压折减系数为0.6154,达到最大值,此时隧道内的流场分布和污染物控制效果较好;因此,在进行风机布置时,建议将风机横向布置间距确定为3倍风机直径。     

地铁车站及隧道全尺寸火灾实验研究(3)—车站隧道火灾

为了研究烟气在地铁车站隧道内的蔓延特征,及在车站隧道通风排烟系统、区间隧道通风排烟系统及车站公共区通风排烟系统联合排烟情况下烟气控制效果,在一地铁车站隧道内开展了全尺寸火灾实验.实验研究了车站隧道顶部横向排烟作用下的烟气扩散规律,及烟气的温度变化,分析了屏蔽门开关状态下烟气与空气的卷吸混合特性,及区间风机的气流组织对通风排烟的影响.实验结果对于地铁车站隧道火灾防排烟设计提供了数据支持.     

隧道型细水雾灭火系统在公路隧道的设计与应用

隧道火灾的防治一直是火灾科学研究的热点和难点.通过对公路隧道灭火技术的比较,指出细水雾灭火技术是适用于公路隧道消防保护的灭火技术.并在此基础上介绍了西欧一种新型的隧道型细水雾灭火系统,该系统采用模块化设计,每个保护区模块长18-20m,额定工作压力为1MPa,设计可靠、安装方便、维护成本低.在挪威Runehamar隧道开展了全尺寸实验,结果表明系统可成功控制和熄灭高达100MW的火灾.在全尺寸隧道火灾实验的基础上,进行了公路隧道内隧道型细水雾灭火系统的典型设计,为公路隧道细水雾灭火系统的应用及发展提供参考.     

特大断面公路隧道线型感温火灾探测系统适用性研究

随着我国公路交通量日益增多,大断面、特大断面公路隧道不断涌现,可靠、有效的隧道火灾探测越来越重要。选取了6种典型的隧道断面,综合考虑探测器类型、纵向风速、火源功率、火源位置等因素,运用火灾动力学模拟软件FDS分析了系列火灾场景下温度、烟气分布、探测器报警时间、报警位置偏移量等特性。研究结果表明: 隧道断面尺寸、纵向风速越大,感温探测器报警时间越长。通过对顶棚烟气温度的分析,发现特大断面隧道中线型感温探测系统采用差温报警较定温报警更有效。在使用差温报警时,纵向通风会使报警位置发生偏移,报警位置偏移量d与隧道纵向风速v、火源到隧道顶棚距离Hd满足线性关系式:d=6.404v+0.923Hd-6.762。随着隧道断面尺寸的增大,需要敷设更多的感温光纤以在规定时间(60 s)内探测到火灾。对于高度H≥12 m的隧道,即使增设多条感温光纤,也无法在60 s内有效报警,需补充设置基于火焰和烟气特征的非接触式火灾探测器。     

纵向通风对长大隧道火灾烟流控制分析

基于我国在长大隧道火灾安全体系研究方面的需要,采用CFD方法对长大隧道纵向式通风控制火灾烟流的问题进行了数值模拟计算,研究不同通风条件对烟流的控制效果,得出了在满足控制烟气回流的基础上排烟风速的提高与所取得的降温效果对比,以及风流经过火区后的蔓延增长变化,同时总结出烟流温度分布特征及对隧道结构不同部位的危害,可为隧道的防火与通风方案的制定,以及灾后检测评定工作提供相关的理论依据和参考。     

特长公路隧道火灾烟气沉降特性对人员疏散影响的研究*

为研究特长公路隧道火灾烟气沉降对人员疏散安全的影响,通过数值模拟方法,对0,1.0,1.5 m/s和临界风速值4种不同纵向通风风速下隧道火灾烟气沉降特征进行研究,并分析不同风速下烟气沉降对人员疏散的影响。研究结果表明:在无纵向风时,烟气沉降现象较为明显,烟气下沉造成的不均匀烟气温度、能见度分布,提前终止人员疏散的进行;随着纵向风速的增加,沉降现象仍存在,但沉降点后移,对人员疏散的影响减小;在1.5 m/s的纵向通风条件下,火源下游500 m范围内烟气基本不发生沉降且能维持分层,此时几乎不影响火灾下游人员疏散。在实际应用中,火灾初期可先以1.5 m/s的分层风速值进行通风,待下游人员疏散后,再施加临界风速加快烟气排出。研究结果可为特长公路隧道火灾防治和疏散救援提供参考。     

运输设备对巷道火灾烟气流动的影响

为了研究运输设备对巷道火灾中温度场及烟气流动的影响,本文采用火灾模拟软件FDS考察了两种通风速度情况下运输设备对水平巷道火灾中烟气流动的影响,并将结果进行分析比较。结果表明:与空旷巷道相比,障碍巷道内的烟气沉降较快,运输设备会使得烟流在水平方向上的迁移加快,当其位于火源右侧时;与高通风速度的巷道相比,低风速情况下运输设备对巷道温度分布影响更明显,高温区集中分布在火源与设备之间;另外运输设备会对巷道内的气流速度分布产生较大影响,巷道局部一段区域内气流速度呈现分布不均的现象。     

长大区间隧道抽出式串联通风机排烟能力实验研究

为实现有效通风以降低隧道火灾带来的损失和伤亡,依托青岛市地铁8号线大洋站至青岛北站区间隧道,建立线性比尺为1∶15的隧道通风排烟模型实验系统,针对通风机串联单抽,围绕3种通风机频率匹配组合,测定单机的变频频率值、电功消耗、排烟道与行车道的断面平均风速以及右侧行车道静压。研究结果表明：在相同功率消耗下,不同频率匹配的串联通风机排烟效果存在差异;针对此差异,利用气体挡烟墙性能及其计算欧拉数值比较发现,风井近端的通风机频率较大时,下游对污染气流的抵抗力更强,拥有更好的排烟效果。研究结果可为隧道火灾提供更有效率的防灾救灾数据支持,并从欧拉数方面为研究隧道临界风速提供新角度。     

基于ISM法的公路隧道火灾事故致因研究

以降低公路隧道火灾风险为目的,结合国内外公路隧道火灾特点及危害,分析研究了公路隧道火灾事故的致因。采用解释结构模型(ISM)分析各原因之间的层次关系,建立了4级递阶结构关系。结果显示:第一层致因为隧道中运行车辆的起火和隧道自身结构火灾起火;第二层为隧道中司乘人员引起的不同车辆火灾和隧道运营管理存在危险性;第三层为隧道中车辆的危险性预防和对隧道的安全检查;最深层原因集中于管理因素,安全教育、安全意识的形成和对安全监管的投入力度上,隧道运营管理者的行为措施。交通管理部门可以通过对公路隧道火灾起火原因分析出发,找出增强隧道安全性的有效途径。     

综采机组隔尘风帘的设计与应用效果研究

受民用建筑大门空气幕的启发 ,将“洁净空调技术”中的“洁净棚理论”,创新并应用于综采工作面的防尘工程 ,设计了能阻止采煤机在截煤过程中产生的呼吸性粉尘向司机处扩散的隔尘装置——风帘。此革新装置的原理和作用是以形成透明的“空气幕墙”将采煤司机工作区与采煤机截煤区分隔 ,阻止呼吸性粉尘向司机处扩散。在邢台矿务局葛泉煤矿 132 6综采工作面进行的现场试验表明 :该装置对呼吸性粉尘有较好的隔尘效果 ,平均隔尘效率为 72 %以上。     

细水雾灭火系统作用下特大断面公路隧道火灾特性数值模拟研究

细水雾灭火系统在公路隧道中的应用引发了较多关注,但是针对特大断面公路隧道的研究仍然不足。以2种大断面及4种特大断面公路隧道为研究对象,选取额定流量35 L/min、额定压力10 MPa的高压细水雾喷头,选择4种喷头布置形式,考虑火源功率、位置、遮挡物等影响因素,以隧道顶棚达到耐火极限的临界温度和相邻车辆被引燃的临界热辐射强度为判据,利用FDS模拟软件分析得到适用于隧道的细水雾喷头布置方案。结果表明对于特大断面隧道,细水雾单排顶喷布置不能有效抑制30 MW的大货车火灾,应采用增加顶喷或侧喷喷头的布置形式,从而保护隧道结构安全,防止相邻车辆被引燃。     

公路隧道火灾环境人群逃生行为分析及多项Logit建模*

为提高隧道疏散效率，研究环境、社会和个人因素对逃生行为的影响。基于虚拟现实技术从心理学和行为学角度对公路隧道逃生行为及影响因素进行研究，利用Unity 3D建立虚拟场景下的公路隧道场景，通过步行模拟器和ErgoLAB无线生理模块采集步速和心电；应用核密度曲线研究平均心率的变化特性；采用Hermite插值法描述步速的变化趋势。在试验结果的基础上，构建基于多项Logit的逃生行为模型。结果表明:平静状态下，男性的平均心率个体差异性较大，运动状态下，女性的平均心率波动较大；测试者在隧道内遇到障碍物会降低步速，在逐渐深入并穿越人群的过程中，呈现步速加快的特征；逃生行为的MNL模型R2和准确度分别达到87.41%和92%；隧道内障碍物越少，前方人群越多，且能见度越差，人越容易处于恐慌状态，更倾向于跟随他人。研究结果可为火灾环境下的公路隧道人群疏散模型的建立提供参考，对避免人员伤亡和减少财产损失具有实际意义。