在过去的几年里,中国交通运输事业得到了突飞猛进的发展,路网密度不断提高。随着道路交通线路不断增加,面临的交通安全形势也十分严峻。其中隧道表现出来的安全问题尤为突出,隧道由于其特殊的封闭狭长特点,当车辆在隧道内发生事故起火燃烧时,狭长隧道内的氧气会越来越少,有毒气体增加,能见度低,人员疏散困难。此时,隧道内纵向排烟系统和顶棚排烟系统在控制烟羽流蔓延和温升变化方面发挥了巨大作用。本文主要针对隧道内双火源顶棚烟气温度分布和运动规律展开研究,以隧道双火源为依据,在自然通风和顶棚集中排烟条件下通过缩尺寸实验和理论分析相结合的方式研究烟气最高温度和纵向衰减机制,并在纵向通风条件下揭示了烟气运动逆流长度和临界风速,验证了隧道排烟机制的有效性。本文主要研究内容如下:本文首先通过小尺寸实验开展了对自然通风条件下隧道内双火源烟气温度纵向衰减和最高温升的研究。研究发现,无纵向通风时,在火源功率一定的情况下,隧道顶棚下方烟气最高温度随双火源距离的增大而降低并且烟气的无量纲化温升呈现指数衰减规律。建立了自然通风模式下隧道顶棚下方烟气最高温度的预测模型,并且根据顶棚下温度纵向分布建立了温度纵向衰减模型。其次,通过实验和理论分析揭示了在纵向通风隧道内双火源烟气蔓延特性以及最高温度的演化规律。研究发现,在同一火源功率和纵向风速下,烟气逆流长度随着两火源间距增大而减小。在不同的火源功率下,最高温度随着双火源间距的增加呈递减趋势,并且随着热释放速率的增大而增大,最后,基于经典单火源模型,建立了纵向风下双火源逆流长度模型和最高温度模型。最后开展了顶棚集中排烟下隧道内双火源中心最低温度和顶棚下最高温升烟气的研究。研究发现,随着顶棚抽取风速的增大,隧道内顶棚温度逐渐降低,并且靠近排烟口位置的温度下降趋势更加明显。并且温度随着距离火源间距的增加而不断降低,最终最低温度出现在顶棚排烟口正下方。最高温度随着顶棚抽取速率的增加而减小,随着燃烧器分离距离的增加也呈现出递减趋势,火源热释放速率呈正相关。最后建立了双火源中心最低温度和最高温度模型。