城市电缆隧道火灾蔓延试验与数值模拟

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作   者：

王朝政;  郭大鹏;  胥兵周;  刘畅;  苗政; 

作者机构：

华北电力大学能源动力与机械工程学院; 

关键词：

火灾蔓延;  电缆隧道;  数值模拟;  全尺寸试验;  烟气扩散; 

期刊名称：

清华大学学报(自然科学版)

i s s n：

1000-0054

年卷期：

2025 年 65 卷 003 期

页   码：

532-546

摘   要：

为揭示城市高压电缆隧道网络化结构对火灾蔓延特性的影响机制，并为电缆隧道的火灾防控与结构设计提供依据，该文通过在某城市地下电缆隧道开展全尺寸现场试验，并利用火灾动力学数值模拟构建了不同隧道结构特性与通风系统耦合的火灾蔓延模型。该文模拟分析了各工况下的电缆隧道火灾过程，对比分析了模拟数据与试验数据，并研究不同工况下火灾发生时烟气的扩散行为、火焰蔓延速度以及温度分布规律。结果表明：多根多层电缆燃烧条件下，火源上方顶棚温度迅速升高，电缆数量增加显著提升了热释放率；火源左侧的烟气在火灾初期蔓延速度较快，随着时间推移，大量外部空气的进入会引起烟气回流，导致局部温度进一步升高；多根多层电缆燃烧条件下的CO体积分数显著上升，说明该条件下燃烧效率低，产生了更多有毒气体；在火源垂直上方，不同风速条件下CO体积分数的变化呈现一定的规律，在多层电缆条件下，较高的风速能够改善气体稀释效果，从而影响CO的生成和扩散。该文揭示了电缆数量、布置层数与通风系统对隧道火灾危险性的综合影响，研究结果可为高压电缆隧道的消防设计提供技术支撑。