Analiza naturalnych i wymuszonych przepływów powietrza w tunelach drogowych

Celem monografii jest poszerzenie wiedzy o naturalnych i wymuszonych przepływach powietrza w tunelach drogowych oraz identyfikacja czynników mających wpływ na te przepływy. W monografii przedstawiono własne badania przepływów powietrza w rzeczywistych tunelach drogowych z systemem wentylacji wzdłużnej.SPIS TREŚCI

WYKAZ NAJWAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ  7
1. WPROWADZENIE  9
2. CELI ZAKRES PRACY  11
3. CZYNNIKI KSZTAŁTUJĄCE BEZPIECZEŃSTWO W TUNELU DROGOWYM  13
3.1. Systemy tunelu drogowego wpływające na poziom bezpieczeństwa  16
3.2. System wentylacji eksploatacyjnej i pożarowej  17
4. PRZEPŁYWY POWIETRZA W TUNELACH — STAN WIEDZY  20
5. NUMERYCZNE MODELOWANIE PRZEPŁYWU PŁYNU  26
5.1. Modelowanie przepływów turbulentnych  28
5.2. Modelowanie procesu spalania  36
5.2.1. Transport produktów reakcji (species transport)  36
5.2.2. Turbulentne spalanie składników (non-premixed combustion)  37
5.3. Budowa i rozwiązywanie modeli numerycznych przepływów w tunelach  38
6. POMIARY PRZEPŁYWÓW POWIETRZA I PRÓBY Z GORĄCYM DYMEM W TUNELACH DROGOWYCH  43
6.1. Badania w tunelu Laliki  44
6.1.1. Opis tunelu  44
6.1.2. Pomiary prędkości powietrza w tunelu Laliki  46
6.1.3. Pomiary warunków meteorologicznych na portalach tunelu  49
6.1.4. Wyniki — profile prędkości powietrza  51
6.1.5. Próby z gorącym dymem — opis stanowiska  58
6.1.6. Próby z gorącym dymem — wyniki  61
6.2. Badania w tunelu pod Martwą Wisłą w Gdańsku  63
6.2.1. Opis tunelu  63
6.2.2. Pomiary prędkości powietrza w tunelu pod Martwą Wisłą  65
6.2.3. Monitorowanie warunków meteorologicznych na portalach tunelu  67
6.2.4. Wyniki — profile prędkości powietrza  68
6.2.5. Badanie dynamiki powietrza w tunelu  81
6.3. Podsumowanie przeprowadzonych badań  82
7. ANALIZY TEORETYCZNE I PORÓWNANIE Z WYNIKAMI UZYSKANYMI W POMIARACH  84
7.1. Specyfika modeli numerycznych przepływów w tunelach  84
7.1.1. Wybór modelu turbulencji  85 7.1.2. Modelowanie szorstkości ścian tunelu  87
7.1.3. Modelowanie zależności ciśnienia atmosferycznego od wysokości.. 91
7.1.4. Modelowanie działania wentylatorów strumieniowych  92
7.2. Rozważania nad przyczynami ciągu naturalnego  99
7.2.1. Model numeryczny ciągu naturalnego  100
7.2.2. Analiza numeryczna czynników mających wpływ na ciąg naturalny  103
7.2.3. Model teoretyczny ciągu naturalnego  105
7.3. Model numeryczny przepływów wymuszonych w tunelu drogowym  109
7.3.1. Badanie wrażliwości wyników na gęstość siatki numerycznej  111
7.3.2. Porównanie wyników symulacji z pomiarami  112
7.4. Dynamika powietrza w tunelu  118
7.4.1. Uproszczony model teoretyczny  118
7.4.2. Model numeryczny  120
7.4.3. Bilans energii i pędu dla strugi wentylatora strumieniowego  124
7.5. Model numeryczny rozwoju pożaru w tunelu  127
7.6. Wnioski z rozważań teoretycznych  131
8. PODSUMOWANIE, WNIOSKI KOŃCOWE I KIERUNKI DALSZYCH PRAC  134
BIBLIOGRAFIA  138
Streszczenie  148