2022年隧道通风计算 .pdf
第六章隧道通风计算6.1 隧道需风量计算6.1.1 隧道通风的基本参数道路等级:公路,分离式双向四车道;计算行车速度:120km/ h辆空气密度:31.20kg /m ;隧道坡度:2%i隧道的断面面积:277.04mrA隧道的轮廓周长:34.54mS隧道当量直径:4/8.92mrrDAS设计交通量:近期( 2020 年) :28000 辆/天(标准车 );高峰小时交通量为日交通量的12。交通组成:汽油车:小型客车15%,小型货车18%,中型货车24%;柴油车:中型货车24%,大型客车13%,大型货车6%;隧道内平均气温:m20tC;6.1.2 确定 CO排放量(1)取 CO 基准排放量为(按每年1.5 递减) ( 1995 年3CO0.01m /kmq辆)253co=0.011-1.50.00685m /kmooq近辆(2)考虑 CO 的车况系数:a1.0f;(3) 依据规范,分别考虑工况车速120km/h, 100km/h,80km/h, 60km/h,40 km/h,20 km/h,10 km/h(阻滞)。不同工况下的速度修正系数ivf和车密度修正系数df如表 6-1 所示。不同工况车速ivdff、值表 6-1 工况车速( km/h) 120 100 80 60 40 20 10 iv2%fi1.4 1.2 1.0 1.0 1.0 0.8 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 6 页 - - - - - - - - - (4)考虑 CO 的海拔高度修正系数:平均海拔高度:h(963.2923.9)/ 2943.55m, 1.30200Hf(5)考虑 CO 的车型系数如表6-2 所示。考虑 CO 的车型系数表 6-2车型各种柴油车汽油车小客车旅行、轻型货车中型货车拖挂、大型货车mf1.0 1.0 2.5 5.0 7.0 (6)交通量分解:2025 年:高峰小时交通量:28000 50% 0.12=1680 辆/h;汽油车:小型客车252 辆/h,小型货车302 辆/h,中型货车403 辆/h;柴油车:中型货车403 辆/h,大型客车218 辆 /h,大型货车102 辆/h;(7)计算各工况车速下隧道CO 排放量 : 100km / htvnCOCOadhivmm6m=11()3.6 10QqffffLNf62310.00685 1.00.75 1.30200 1.0 1337.213.6 104032181021.0252 1.03022.5403 5.01.042 10m /s同样可以计算其他各工况下CO 排放量如表6-3 所示:各工况车速下CO 排放量(单位:10-2m3/s)表 6-3工况车速120 100 80 60 40 20 10 近期 CO 排放量1.042 1.117 1.241 1.861 3.722 5.955 (8)最大 CO 排放量:由上述计算可以看出,在工矿车速为10km / h时,CO 排放量最大为:23CO5.955 10 m /sQ6.1.3 稀释 CO的需风量(1)根据规范,取CO 设计浓度为:250ppm 。df0.6 0.75 1 1.5 3 6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 6 页 - - - - - - - - - (2)隧道设计温度m20tC;,换算为绝对温度27320293TK。(3)隧址大气压无实测值,按下式计算:0ghRTPP e式中:0P 标准大气压, 101325Pa;g 重力加速度, 9.81m/s2;h 隧址平均海拔高度:隧道平均海拔高度为943.55m;R 空气气体常数,287J/kgK。计算可得:90763.685PaP(4)稀释 CO 的需风量: (以工矿车速为10km/h 为例 ) 663C O0r e q ( C O )00. 0 5 9 5 51 0 1 3 2 52 9 31 01 02 1 3. 4 3 3 m/ s2 5 09 0 7 6 3. 6 8 52 7 3QpTQpT其他工况车速下的稀释CO 的需风量也可以根据此公式求得,见下表:各工况车速下CO 排放量(单位:m3/s)表 6-4 工况车速120 100 80 60 40 20 10 稀释 CO 需风量49.9458 53.5134 59.4593 89.1890 178.378 213.433 6.1.4 烟雾排放量(1)取烟雾基准排放量为:253VI2.51-1.51.713m /kmooq辆; (2)考虑烟雾的车况系数为:a1.0f;(3) 依据规范, 分别考虑工况车速120km/h, 100km/h, 80km/h, 60km/h, 40km/h,20km/h,10km/h (阻滞 );不同工况下的速度修正系数iv(VI)f、车密度修正系数df如表 6-5 所示:不同工况车速iv(VI)dff、值表 6-5 (4)柴油车交通量(计算过程同CO)如下:柴油车:中型货车403 辆/h,大型客车218 辆/h,大型货车102 辆/h;工况车速( km/h) 120 100 80 60 40 20 10 iv(VI),2%fi3.7 2.2 1.45 0.85 0.85 df0.6 0.75 1 1.5 3 6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 6 页 - - - - - - - - - (5)考虑烟雾的海拔高度修正系数:平均海拔高度:h(963.2923.9) /2943.55m, 1.16306Hf(6)考虑烟雾车型系数如表6-6 所示。考虑烟雾的车型系数m(VI)f表 6-6 柴油车轻型货车中型货车重型货车、大型客车、托挂车集装箱车0.4 1.0 1.5 3 (7)计算各工况下隧道烟雾排放量:t80km /hv时,VI6311.713 1.00.75 1337.21 1.163063.73.6 10403 1.02181021.51.8133/Qms同样可以计算其他工况车速下烟雾排放量如表6-7所示。各工况车速下烟雾排放量(单位:m3/s)表 6-7 工况车速120 100 80 60 40 20 10 烟雾排放量1.8133 1.4376 1.4213 1.6663 2.4922 (8)最大烟雾排放量:由上述计算可以看出,隧道在工况车速为10km/h 时,烟雾排放量最大;3VI2.4922m /sQ6.1.5 稀释烟雾的需风量(1)根据规范,取烟雾设计浓度为10.0069mK,则烟雾稀释系数0.0069C。(2)稀释烟雾的需风量为: (以工矿车速为10km/h 为例)3req(VI)2.4922361.1925m /s0.0069Q各工况车速下烟雾稀释需风量(单位m3/s)表 6-8工况车速80 60 40 20 10 烟雾稀释需风量262.8035 208.3487 205.9811 241.4951 361.1925 6.1.6 稀释空气内异味的需风量取每小时换气次数为5 次,则有:3rreq()77.04 1331.215142.43947m / s3600A LQnt名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 6 页 - - - - - - - - - 6.1.7 考虑火灾时排烟的需风量取火灾排烟风速为r3m / sv,则需风量为:3req( )rr77.04 3231.12m/sQA v6.1.8 结论综合以上计算可确定在不同工况车速下各自的最大需风量:各工况车速下需风量(单位:m3/s)表 6-9 工况车速( km/h)80 60 40 20 10 CO 53.5134 59.4593 89.1890 178.378 213.433 烟雾262.8035 208.3487 205.9811 241.4951 361.1925 稀释空气内异味142.4394 142.4394 142.4394 142.4394 142.4394 考虑火灾需风量231.12 231.12 231.12 231.12 231.12 最终确定近期需风量262.8035 231.12 231.12 241.4951 361.1925 结论:由上表可知,本隧道的需风量由稀释烟雾的需风量决定,为3req391.1925m/sQ通风方式选择,见表6-10 隧道通风方式的选择表 6-10 2020 年需风量( m3/s)361.1925 经计算知若采用射流风机纵向通风时隧道内的风速在远期时会达到9.27m/s,符合规范要求, 但由于该隧道属于长大隧道,不仅要考虑一般情况下的通风需求,还应考虑发生火灾等特殊情况时的通风问题,故为了安全起见建议该隧道采用纵向集中送排组合式通风。综合以上计算可得,本隧道需风量由稀释烟雾的需风量决定,为reqQ361.19253m / s。故,本隧道近期的设计需风量为361.19253m / s。6.2 隧道集中送排组合式通风计算6.2.1 隧道条件交通方向:单向交通隧道长度:r1337.21Lm隧道断面积:2r77.04mA断面当量直径:r8.92mD设计交通量:1680/ hN辆大型车混入率:119%r名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 6 页 - - - - - - - - - 汽车等效阻抗面积2m1cscs1clclA11.8830mrArA()柴油车混入率dr=43%计算行车速度:t120km / h33.33m/ sv需风量:reqQ361.19253m / s。隧道设计风速:361.19254.688/77.04reqrrQvm sA隧址空气密度:31.2/kgm6.2.2 隧道所需压力:隧道内所需的升压力由以下三项决定:(1)空气在隧道内流动受到的摩擦阻力及出入口损失为:221337.211.2110.60.0254.68870.51828.922rrerrrLPvPaD(2)隧道两洞口等效压差:由于无实测资料,引起隧道自然风流的两洞口等效压差取10nPPa。(3)交通风产生的风压为:221.8831.218.7233.334.688225.262277.042mttrrAPnvvA根据上诉计算,则:70.51810225.262144.744rntPPPP P为负压,因此隧道自然通风满足需风量,因此,隧道内不用配置风机。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 6 页 - - - - - - - - -