1 引言 纵向通风由于采用临界风速设计,具有鲜明的烟雾控制特点,在国内外隧道工程中的应用越来越广泛。 1.1 Kennedy 临界风速[1] (1) 其中, vc为临界风速,m/s; Qc对流换热量,kW; g为重力加速度,m/s2; 为断面当量直径,m; T是烟气温度,K; T0是周围空气温度,K; ρ0空气密度,kg/m3; cp
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引言
纵向通风由于采用临界风速设计,具有鲜明的烟雾控制特点,在国内外隧道工程中的应用越来越广泛。
1.1 Kennedy
临界风速[1]
(1)
其中,
vc为临界风速,m/s;
Qc对流换热量,kW;
g为重力加速度,m/s2;
为断面当量直径,m;
T是烟气温度,K;
T0是周围空气温度,K;
ρ0空气密度,kg/m3;
cp空气比热,kJ/kg K;
kg坡度修正,取1.0(平坡/上坡)或1+0.0374 grade0.8(下坡)。
1.2 Atkinson
实验[2-4]
Oka和Atkinson采用1/10缩尺模型,选择丙烷燃烧源,研究水平隧道烟气运动,得到如下规律:
其中:
式中:
kv与燃烧器类型有关,介于0.22~0.38之间。
显然,上述结论与Kennedy风速不一致。
v∝
Q1/3规律仅适于小规模火灾;当火灾强度
Q超过某一临界值,临界风速基本不变。
2
临界风速CFD模拟
2.1
隧道概况
隧道全长8.1公里,双洞单向三车道隧道,衬砌内径13.7m,衬砌外径15m,当量直径
=10.64m。
2.2
控制方程的建立
火灾是一个涉及紊流、燃烧、传热的多相流动过程。模选择浮力修正
模型、六通量模型及EDM模型,建立控制方程组如下:
(3)
变量
、输运系数
、源项
及参数见表1、表2。
表1 控制方程及变量参数表
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ui
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μ
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k
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μ/σk
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ε
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μ/σε
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H
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μ/σh
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mfu
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μ/σfu
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-Rfu
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mox
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μ/σox
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-4Rfu
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1/(a+s)
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1
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0
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0
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