基于Fluent的某隧道排烟设计+文献综述(12)
3.3.2开启三个间距60m排风口通风效果分析
本方案将排烟口间距定为60m，不同的是在火源下游处开启三个排烟口，发生火灾事故车辆为一辆公共汽车，见图3.14。
图 3.14 开启间距60m三个排烟口的隧道模型
该方案模型的网格信息为：含有121943个单元、255890个面和28742个网格节点。本方案在Fluent中的设置基本与上一个方案相类似，因而，不再赘述，具体参见3.3.1；与上一个方案最主要的区别在于排烟口与隧道出口的流量比重发生变化。在Fluent中设置结束后计算机便开始数值计算。该方案计算过程的残差监测曲线见图3.15。已知该方案经过160次的迭代计算，最终结果显示为收敛。
图 3.15 残差监测曲线
该方案的流场速度矢量图，见图3.16。排烟口的主要作用是将隧道内火灾时产生的烟气排出。从图中可看到火源右端有部分流体的流向是向上游方向的、流速相对较慢而且比较紊乱，那是由于这部分流体没受到纵向风的制约因而出现的现象。在三个排烟口附近流体的速度有一个梯度的变化，由最初的纵向风速3m/s一直到达各排烟口的最高速度，其中梯度变化幅度最高的是火源上方至第一个排烟口处。
图 3.16 不用区域流场速度矢量图
图3.17是各排烟口的速度矢量图，从图中可知排烟口区域内的速度不是完全相同的，在排烟口的中部速度较快，排烟口的四周速度相对较慢。根据该矢量图Fluent可以求出排烟口的平均速度，然后用排烟口平均速度求出总排烟量。
图 3.17 排烟口的速度矢量图
图 3.18 Fluent求解排烟口平均速度
根据式3.1得：
当公共汽车在公路隧道中部发生火灾时，产生的烟气量达到50m³/s，经过计算在火源下游处开启三个排烟口时总的排烟量为51.36大于烟气的产生量，因而，该方案符合要求。一旦发生20MW的车辆火灾，烟气将全部通过火源下游处的三个排烟口排出，几乎不会出现烟气沿隧道纵向蔓延的情况，保障了下游人员的安全撤离。
3.3.3模拟结果分析
通过上述两个方案比较和分析，模拟得到在火源下游开设两个排烟口时总排烟量为44.56m³/s，该排烟量小于20MW火灾产生的烟气量50m³/s，因而，该方案不合理；同样通过数值计算当火源下游处开设三个排烟口时，其总排烟量为51.36m³/s大于50 m³/s的烟气产生量，故该方案是合理的可以在公路隧道的建造中使用，但是根据所建立的模型来看，从火灾发生直至将烟气全部从排烟口排出，期间烟气达到的最远距离需要132m，仍然有优化的意义。
3.4某隧道优化通风方案通风效果分析
通过对某隧道原通风方案的通风效果分析，认为可通过缩短排风口之间的距离使隧道在发生火灾事故是安全度的提高。
3.4.1开启两个间距50m排风口通风效果分析
本方案将排烟口的间距定为50m，在火源下游处开启两个排烟口，发生火灾事故车辆为一辆公共汽车，见图3.19。
图 3.19 开启间距50m两个排烟口的隧道模型
该方案模型的网格信息为：含有117726个单元、247139个面和27814个网格节点。
本方案在Fluent中的设置基本与3.3.1相类似，因而，不再赘述，具体参见3.3.1。