[发明专利]超高海拔隧道火灾一氧化碳浓度的获得方法

说明书

本发明公开了一种超高海拔隧道火灾燃烧一氧化碳的获得方法。通过建立试验平台，并进行火灾燃烧数据获取试验；通过获得油池的质量损失率，和基于随海拔而变化的燃烧效率，利用相似关系得到隧道热释放率；同时，通过获得模型隧道火灾试验平台的一氧化碳体积浓度，利用相似关系得到隧道一氧化碳体积浓度；最后得到不同海拔火灾热释放率和一氧化碳体积浓度并拟合得到不同海拔高度隧道火灾热释放率与一氧化碳浓度的变化规律。本发明提供了一种获得不同高海拔地区公路隧道火灾燃烧时的一氧化碳浓度的方法，为后续高海拔地区公路隧道疏散救援及防灾减灾的研究提供思路，指导高海拔地区公路隧道救援防灾通风系统的设计，进一步保障高海拔隧道的运营安全。

技术领域

本发明属于隧道防灾减灾技术领域，具体涉及一种超高海拔隧道火灾燃烧一氧化碳浓度的获得方法。

背景技术

近年来，高海拔地区的公路交通事业得到了蓬勃发展，作为公路路线的重要组成部分，公路隧道的建设取得了巨大的成就。我国西部及西南部的山岭地区分布着大量的高海拔公路隧道，当火灾发生时，高海拔公路隧道的疏散救援及防灾减灾是面临的首要问题。

高海拔公路隧道所在地区具有显著的低压、低温、低氧的特点，其隧道疏散救援及防灾减灾设计与平原地区隧道必存在明显差别。国内外学者对高海拔地区公路隧道火灾燃烧一氧化碳浓度的研究较缺乏，而一氧化碳浓度是隧道通风设计的关键卫生指标，也是隧道设计中火灾人员能够及时疏散的重要指标，因此，确定高海拔地区公路隧道火灾燃烧时生成的一氧化碳浓度尤为重要。

发明内容

本发明公开了一种超高海拔隧道火灾燃烧一氧化碳的获得方法。本发明提供了一种获得不同高海拔地区公路隧道火灾燃烧时的一氧化碳浓度的方法，本发明方法针对目前高海拔地区公路隧道火灾燃烧一氧化碳浓度研究的空白，为后续高海拔地区公路隧道疏散救援及防灾减灾的研究提供思路，指导高海拔地区公路隧道救援防灾通风系统的设计，进一步保障高海拔隧道的运营安全。

本发明通过如下技术方案实现：

超高海拔隧道火灾一氧化碳浓度的获得方法，通过建立移动模型隧道火灾试验平台，并分别在不同海拔高度对油池进行火灾燃烧数据获取试验；通过获得油池的质量损失率，和基于随海拔而变化的燃烧效率，利用相似关系得到隧道热释放率Q；同时，通过获得模型隧道火灾试验平台的一氧化碳体积浓度，利用相似关系得到隧道一氧化碳体积浓度C；最后得到不同海拔火灾热释放率Q和一氧化碳体积浓度C并拟合得到不同海拔高度隧道火灾热释放率Q与一氧化碳浓度C的变化规律。

所述不同海拔高度隧道火灾热释放率Q与一氧化碳浓度C的变化规律由下式表示：

其中，C为一氧化碳体积浓度，单位PPM；Q为热释放率，单位MW；H为海拔高度，单位km。

本发明上述相似关系是利用基于弗劳德准则得到的实际和模型实验的热释放率和一氧化碳体积浓度之间的相似关系。

所述移动模型隧道火灾试验平台模型尺寸按照1：16的比例尺制作，油盘尺寸设置为100mm×100mm，燃料可选用92#汽油，布置在模型隧道断面中部，如图1、图2所示。正下方安装可实时测量油盘中燃料质量的电子天平，红外一氧化碳检测仪的探针安装在距隧道模型中部2.5m的顶部。

本发明为了考虑海拔对一氧化碳体积浓度的影响，分别在504m、3297m、3544m、4103m、4446m的海拔高度开展了现场火灾实验。

本发明有益性：本发明方法获得了公路隧道发生火灾时，一氧化碳体积浓度与隧道海拔高度和火灾发生源的关系，反映了火灾燃烧时生成的一氧化碳浓度随海拔高度的变化，可用于获得高海拔地区公路隧道火灾燃烧时产生的一氧化碳体积浓度；本发明还公开了利用隧道模型对不同海拔高度隧道火灾模拟的方法。本发明为高海拔地区公路隧道救援防灾通风系统的设计提供科学依据，为公路隧道疏散救援及防灾减灾的研究设计提供思路。

附图说明