高速铁路隧道救援站火灾模型及应用

3.5.3.1　火灾热释放速率

如前所述，隧道内自然发展的火灾一般采用t2模型来描述，在STAR-CCM+中，火源热释放速率设置如图3-9所示。

图3-9　火源热释放速率设置

3.5.3.2　产烟量和燃烧热

隧道列车火灾的实际燃烧特性一般由可燃物类型及通风条件等因素共同决定，而可燃物燃烧产生的烟气成分比较复杂，软件并不能完全模拟真实的燃烧反应过程。对救援站火灾烟气蔓延特性研究的重点在于烟气分布及温度分布规律，因此软件中仅对产烟量和燃烧热进行设置，具体参数设置如图3-10所示，其中Soot Yield为产烟量，Heat of Combustion为单位质量燃料的燃烧热。

图3-10　产烟量和燃烧热设置

3.5.3.3　烟尘的质量消光系数

火灾场景下人员逃生与逃生路径上的能见度密切相关。研究表明：当路径上能见度小于10 m时将严重威胁人员的生命安全，因此必须将隧道内的能见度控制在安全范围内。列车在隧道内发生火灾后，燃烧产生大量烟气，烟气在空间内四处蔓延，其消光作用使得隧道内的能见度降低。STAR-CCM+可以通过设置烟尘的质量消光系数来计算隧道内的能见度。能见度定义如下：(www.xing528.com)

式中：S——能见度，m；

C——常数，与透过的光源类型有关，发射光源取8，反射 光源取3；

K——消光系数，m-1。

烟尘颗粒的质量消光系数由可燃物材料的性质决定，STAR-CCM+中烟尘颗粒的质量消光系数默认值为8.7 m2/g，如图3-11所示。

图3-11　烟尘的质量消光系数设置

3.5.3.4　辐射模型

STAR-CCM+软件采用DOM辐射模型进行火灾的模拟计算。