一种用于模拟隧道火灾烟气蔓延的实验系统及方法

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隧道火灾试验研究实验指导书(四)

实验项目（三）“隧道火灾试验研究”一、实验目的（1）通过对烟气温度、烟气流速等参数的测量，掌握隧道发生火灾时的烟气扩散规律（2）依据实验结果，对火灾CFD三维数值计算模型的可靠性进行验证二、实验仪器、设备及材料（1）模型隧道系统（包括模型隧道、模型列车、自然通风孔等）；（2）燃烧系统（包括丙烷气罐、压力计、燃烧床等）（3）热电偶；（4）热线风速仪；（5）实验数据采集仪。

三、实验内容（1）了解和掌握开展实验的目的，并对实验设备工作原理进行剖析，做到实验开始前对本实验项目的全面掌握；（2）以模型试验台参数为依据，开展前期数值模拟计算，获取数值模拟结果，需提供数值计算报告；（3）结合实验室提供的现有设备和仪器，实验参与人员进行实验方案的规划、设计，并进行实验方案可行性讨论；（4）实验室内熟悉实验设备，并开展隧道火灾实验；（5）实验数据整理，把握隧道火灾时的烟气扩散规律，将实验结果与前期数值计算结果进行对比，验证数值模型的可靠性；（6）根据本实验项目开展过程，按照既定要求，撰写该实验项目的实验研究报告。

四、实验研究报告要求该实验课程属于实验“验证”型，对于实验研究报告格式没有严格规定，但研究报告内容必须涵盖“实验内容”全部事项，具体应包括以下部分：（1）实验名称、学生姓名、班号和实验项目开展周期；（2）实验目的和要求；（3）实验仪器、设备与材料（含指标参数）；（4）实验原理及方案设计；（5）实验步骤；（6）实验原始记录；（7）实验数据计算结果；（8）实验结果分析（含前期数值计算报告），写出心得与体会。

五、实验注意事项（1）该实验项目含丙烷气罐、燃烧床等设备，项目开展过程中必须取得指导教师同意后方可开启，避免发生安全事故；（2）研究生实验项目着重培养同学们主动思考和动手的能力，从实验方案设计、数据分析处理以及结果判定等过程都需要有一定的创新思维能力，所以需要参与项目的同学发挥主观能动性，鼓励积极开展讨论并提出自己的想法。

火灾烟气扩散模型与预测方法

火灾烟气扩散模型与预测方法火灾是一种常见的灾害事件，它会给人们的生命财产带来巨大的危害。

火灾事件发生后，烟气是致命因素之一，往往造成火灾事故的严重后果。

这时候，火灾烟气扩散模型与预测方法就成为了必要的研究方向。

1. 火灾烟气扩散模型火灾烟气扩散模型是在建筑火灾过程中烟气产生途径、烟气传播规律及行为等方面的物理机理基础上，通过分析每一时刻的烟气质量特性和运动特征，通过数学模型计算，来预测火灾烟气扩散的过程和烟气浓度分布情况。

火灾烟气扩散模型通常可以分为两类，即解析模型和数值模型。

解析模型主要通过对建筑物内部空气运动的解析求解、流体力学方程、对流扩散方程等来建立模型；数值模型则是在计算机辅助下，通过离散化、求解数值方程组来模拟火灾烟气扩散的过程。

2. 火灾烟气预测方法火灾烟气预测是在火灾发生后，通过已有的火灾烟气扩散模型及烟气浓度监测设备，进行烟气浓度分布的预测，并根据预测结果制定合理的疏散、灭火和救援措施的方法。

火灾烟气预测方法的实现需要既有专业的软硬件工具的支持，又需要丰富的经验以及实地的检验。

一些常用的火灾烟气预测方法包括利用天气数据和风向确定烟气扩散的方向及范围，利用火灾烟气扩散模型，通过计算预测烟气浓度分布情况等。

3. 火灾烟气扩散模型与预测方法的应用火灾烟气扩散模型与预测方法广泛应用于建筑、隧道、车站、地下商场、公共场所等场所的火灾防控领域。

烟气浓度的预测可以有效地增加火灾消防救援员的安全，为行动提供一定的支持，同时可以帮助公共场所管理者合理制定应急预案，降低火灾造成伤亡及财产损失。

4. 火灾烟气扩散模型与预测方法的发展趋势随着计算机技术与运算速度的提高，现有的火灾烟气扩散模型与预测方法在实时性、准确度及可靠性方面将得到更进一步的提升，可以在很短时间内完成从火灾烟气扩散预测到疏散、灭火、救援等各种应急预案的策略制定和实施。

此外，火灾烟气扩散模型和预测方法也将面临更多的现实场景的测试考验，期待能够更好地提高其在实际应急情况下的响应和应用效果。

隧道火灾烟气流动模拟

隧道火灾烟气流动模拟引言隧道火灾是一种极其危险的灾害事件，烟雾是最主要的威胁因素之一。

在火灾发生时，隧道中的烟气往往会迅速扩散，导致能见度降低，甚至造成人员伤亡和财产损失。

为了更好地了解隧道火灾烟气的传播规律和烟气对人员逃生的影响，进行隧道火灾烟气流动模拟是非常必要的。

模拟方法1. 模型建立隧道火灾烟气流动模拟可以通过计算流体动力学（CFD）方法来实现。

首先，需要建立一个具有几何形状、边界条件和火灾源的实际隧道模型。

然后，通过在隧道模型中施加火灾源，并指定火源和火势参数，可以模拟火灾发生后的烟气产生和扩散过程。

2. 材料参数在进行烟气流动模拟时，需要考虑烟气的物理和化学特性。

根据隧道火灾中常见的燃烧物质，可以选择合适的烟气模型，如代表可燃气体的标准k-ε模型或RANS模型，并考虑烟气的温度、密度和速度等参数。

3. 火灾模拟在模拟隧道火灾时，需要确定火源的位置、大小和温度。

根据火灾的实际情况，可以选择单一火源或多个火源，并指定火源的燃烧速率。

为了更好地模拟烟气的生成和传播过程，还需要考虑隧道中的自然通风和火灾扑救措施对烟气流动的影响。

4. 边界条件在进行烟气流动模拟时，需要设定合适的边界条件，如入口和出口的速度或压力等。

同时，还需要考虑隧道外部环境和隧道结构对烟气流动的影响，例如风速、气温和隧道壁面的热传导等参数。

模拟结果与分析通过进行隧道火灾烟气流动模拟，可以得到烟气的浓度分布、温度分布和速度分布等参数。

根据这些参数，可以评估烟气对人员逃生的影响，优化隧道的疏散通道设计，并制定合理的火灾扑救策略。

同时，烟气流动模拟还可以帮助消防部门进行火灾预防和安全评估。

通过模拟不同火源条件下的烟气扩散情况，可以找出潜在的火灾风险和隐患，并采取相应的措施加以改善。

模拟软件与实际应用目前，有许多专业的CFD软件可以用于隧道火灾烟气流动模拟，如FLUENT、Fire Dynamics Simulator（FDS）和FIRE-UP等。

火灾时隧道内烟流流动状态试验研究

火灾时隧道内烟流流动状态试验研究火灾时隧道内烟流流动状态试验研究是一种重要的试验研究，它主要用于确定在火灾发生时隧道内烟气流动的情况。

它可以帮助我们更好地理解火灾发生后人们逃生的有效组合路径，也可以提供安全出口位置、烟气对人员影响等问题的有效解决方案。

火灾时隧道内烟流流动状态试验研究的目的是通过实验来确定火灾发生后隧道内的烟气流动情况，并根据试验结果来分析烟气的流动特性、烟雾的温度分布以及烟气流动路径的变化等。

为了达到这一目的，实验中所采用的设备及其运行方式也将有所不同，具体包括：烟雾模拟装置、皮带轮试验装置、风机模拟装置、温度传感器等。

烟雾模拟装置是实验中最常用的设备，它可以模拟真实火灾状况，并可以反映火灾时隧道内烟雾的流动状态及烟雾温度分布情况。

此外，还可以通过皮带轮试验装置来模拟火灾发生后隧道内烟气的流动状态，而风机模拟装置则可以模拟火灾发生后隧道内烟气的流动。

最后，温度传感器可以用来测量火灾发生后隧道内的温度情况，以便更好地了解火灾发生后隧道内烟气流动的变化情况。

在进行火灾时隧道内烟流流动状态试验研究之前，需要根据实际情况确定火灾发生后隧道内的烟气流动情况，如烟雾的流动速度、烟雾的温度分布、烟气流动路径的变化等，然后根据这些信息，结合上述试验装置，综合分析火灾发生后隧道内烟气的流动特性，从而有效地解决隧道内烟气流动的问题。

火灾时隧道内烟流流动状态试验研究的结果可以作为火灾发生后隧道内烟气流动情况的参考，并可以为火灾发生后人们安全出口位置、烟气对人员影响等问题提供有效解决方案。

通过有效的火灾时隧道内烟流流动状态试验研究，不仅可以改善隧道火灾安全出口位置及烟气对人员影响等问题，还可以更好地分析火灾发生后人们逃生的效果，从而更好地提高人们的安全保障水平。

一种隧道火灾模拟系统[发明专利]

专利名称：一种隧道火灾模拟系统
专利类型：发明专利
发明人：平英灿,冯欢欢,赵博,杨露伟,尹悠然,韩丹,张龙,袁庆嵘,王全泽,李魁,李伟,李立,王文超,杨阳
申请号：CN202010338586.8
申请日：20200426
公开号：CN111508326A
公开日：
20200807
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种隧道火灾模拟系统，涉及隧道火灾模拟技术领域，包括台面，所述台面的上端放置有模拟隧道，且模拟隧道的进口端和出口端上部均固定有连接板，所述连接板的下端安装有风机筒，所述台面的上端两端还摆放有两条轨道，且台面的上端还镶嵌有火源流动机构，所述模拟隧道的内顶部固定有灭火机构。

本发明中，利用轨道可以将仿真汽车放置到模拟隧道内进行跑动，这样在火源喷发时，可以模拟出有车辆情况下火势的蔓延速度，使其模拟效果更加接近真实火灾的现场，从而更好根据该现象来做出防火对策，当模拟隧道前后方的收卷轴同向转动时，就可以拉动火源桶在模拟隧道内来回移动，这样就可以模拟火源在隧道中移动的场景。

申请人：中铁隧道局集团有限公司,中铁隧道股份有限公司
地址：511458 广东省广州市南沙区明珠湾起步区工业四路西侧自编2号(仅限办公用途)
国籍：CN
代理机构：北京轻创知识产权代理有限公司
代理人：赵秀斌
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一种隧道火灾烟气运动模拟试验系统[实用新型专利]

专利名称：一种隧道火灾烟气运动模拟试验系统
专利类型：实用新型专利
发明人：杨少鹏,任锐,王庭川,肖甫文,薛育阳,肖臻郅,方炳辉,张秀佳,樊书言
申请号：CN202122604218.6
申请日：20211027
公开号：CN216116649U
公开日：
20220322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种隧道火灾烟气运动模拟试验系统，包括隧道模型，隧道模型为两端开口的拱形直墙隧道结构，隧道模型的至少一侧直墙采用透明材质板制作，形成侧面透明视窗；风机设置在隧道模型的一端，用于为隧道模型内提供纵向风流；火源装置设置在隧道模型中的预设位置处，火源装置包括加热管、烟饼、防水底座、石棉板及调压器；防水底座水平设置在隧道模型的底板上，石棉板设置在防水底座的上方；石棉板的上方设置有烟饼；加热管均匀安装在防水底座上，用于对烟饼进行加热；调压器的输出端与加热管相连；本实用新型结构可靠、操作简便，火源功率稳定，烟气无毒害，安全性高，观察记录烟气运动状况效果良好。

申请人：长安大学
地址：710064 陕西省西安市雁塔区南二环路中段
国籍：CN
代理机构：西安通大专利代理有限责任公司
代理人：白文佳
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一种蛇型曲线公路隧道火灾模拟试验平台系统[发明专利]

专利名称：一种蛇型曲线公路隧道火灾模拟试验平台系统专利类型：发明专利
发明人：王峰,袁松,戴开来,王希宝,梁世成,廖沛源,李航,黎良仆
申请号：CN202210176064.1
申请日：20220225
公开号：CN114530085A
公开日：
20220524
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及公路隧道火灾安全技术领域，尤其涉及一种蛇型曲线公路隧道火灾模拟试验平台系统。

用于研究典型火灾位置发生火灾时隧道内温度场分布规律、烟气扩散特性及对应的防灾控制方法。

该系统包括：蛇型曲线公路隧道模型、火灾纵向通风系统和测试系统；火灾纵向通风系统为蛇型曲线公路隧道模型提供纵向通风的条件；测试系统布置于蛇型曲线公路隧道模型周围，用于采集一些相关的数据。

通过实时监测得到的大量的数据，一方面可以直观的分析蛇型曲线隧道火灾烟气扩散特性及相应的防灾控制措施，另一方面可以为后续火灾人员疏散设计、隧道防排烟结构布置等提供重要的数据基础及科学支撑，对于该类隧道火灾扑救和人员疏散具有重大指导意义。

申请人：西南交通大学,四川省交通勘察设计研究院有限公司
地址：610000 四川省成都市二环路北一段
国籍：CN
代理机构：北京盛凡佳华专利代理事务所(普通合伙)
代理人：汤镇宇
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