隧道通風(fēng)計(jì)算

1、第六章隧道通風(fēng)計(jì)算 6.1隧道需風(fēng)量計(jì)算6.1.1隧道通風(fēng)的基本參數(shù)道路等級(jí)：公路，分離式雙向四車(chē)道;計(jì)算行車(chē)速度：120km/ h 輛空氣密度：p = 1.20kg/ m3；隧道坡度：i = 2%隧道的斷面面積：A = 77.04m 2隧道的輪廓周長(zhǎng)：S = 34.54m隧道當(dāng)量直徑：設(shè)計(jì)交通量：D = 4A / S = 8.92m近期（2020年）：28000輛/天（標(biāo)準(zhǔn)車(chē)）；高峰小時(shí)交通量為日交通量的12%。交通組成：汽油車(chē)：小型客車(chē)15%，小型貨車(chē)18%，中型貨車(chē)24%；柴油車(chē)：中型貨車(chē)24%，大型客車(chē)13%，大型貨車(chē)6%；隧道內(nèi)平均氣溫：t = 20 C ；6.1.2確定CO排放量（

2、1）取CO基準(zhǔn)排放量為（按每年1.5遞減）（1995年qco = 0.01m3 /輛 km）q、斤=0.01x（1-1.50* = 0.00685m3 /輛. km（2）考慮CO的車(chē)況系數(shù)：/ =L；a（3）依據(jù)規(guī)范，分別考慮工況車(chē)速 120km/h，100km/h，80km/h，60km/h，40 km/h，20 km/h， 10 km/h （阻滯）。不同工況下的速度修正系數(shù)人和車(chē)密度修正系數(shù)f d如表6-1所示。不同工況車(chē)速 巧、f 值表6-1工況車(chē)速（km/h）1201008060402010f (i = 2% )1.41.21.01.01.00.8f d0.60.7511.536（4）

3、考慮CO的海拔高度修正系數(shù)：平均海拔高度：H = （963.2 + 923.9） /2 = 943.55m, f = 1.30200（5）考慮CO的車(chē)型系數(shù)如表6-2所示?？紤]co的車(chē)型系數(shù)表6-2車(chē)型各種柴油車(chē)汽油車(chē)小客車(chē)旅行、輕型貨車(chē)中型貨車(chē)拖掛、大型貨車(chē)fm1.01.02.55.07.0（6）交通量分解:2025 年：高峰小時(shí)交通量：28000 x50%x0.12=1680 輛/h；汽油車(chē)：小型客車(chē)252輛/h，小型貨車(chē)302輛/h，中型貨車(chē)403輛/h； 柴油車(chē)：中型貨車(chē)403輛/h，大型客車(chē)218輛/h，大型貨車(chē)102輛/h； (7)計(jì)算各工況車(chē)速下隧道CO排放量：v = 100km

4、/hQ =yrxq x f x f x f x f xLx* (N x f )CO3.6 x 106CO a d h ivm mm=1=1 x 0.00685 x 1.0 x 0.75 x 1.30200 x 1.0 x 1337.213.6 x 106x (403 + 218 +102)x 1.0 + 252 x 1.0 + 302 x 2.5 + 403 x 5.0=1.042 x 10-2m3/s同樣可以計(jì)算其他各工況下CO排放量如表6-3所示：各工況車(chē)速下CO排放量（單位：10-2m3/s）表6-3工況車(chē)速1201008060402010近期CO排放量1.0421.1171.2411.

5、8613.7225.955（8）最大CO排放量：由上述計(jì)算可以看出，在工礦車(chē)速為10km/h時(shí)，CO排放量最大為：Q = 5.955x10-2m3/s6.1.3稀釋CO的需風(fēng)量（1）根據(jù)規(guī)范，取CO設(shè)計(jì)濃度為：5 = 250ppm。（2）隧道設(shè)計(jì)溫度t = 20。C；,換算為絕對(duì)溫度T = 273+ 20 = 293K。（3）隧址大氣壓無(wú)實(shí)測(cè)值，按下式計(jì)算：ghP = P - ert0式中：P標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，101325Pa； 0g 重力加速度，9.81m/s2；h隧址平均海拔高度：隧道平均海拔高度為943.55m；R 空氣氣體常數(shù)，287J/kg - K。計(jì)算可得：P = 90763.685Pa

6、（4）稀釋CO的需風(fēng)量：（以工礦車(chē)速為10km/h為例）Qreq(CO)% - P - T X106 = 025 X 101325 X 翌 X106 = 213.433m3/sQreq(CO)5 p T25090763.685 2730其他工況車(chē)速下的稀釋CO的需風(fēng)量也可以根據(jù)此公式求得，見(jiàn)下表：各工況車(chē)速下CO排放量（單位：m3s）表6-4工況車(chē)速1201008060402010稀釋CO需風(fēng)量49.945853.513459.459389.1890178.378213.4336.1.4煙霧排放量（1）取煙霧基準(zhǔn)排放量為：qvi= 2.5x（1-1.5U5 =i.713m3/輛-km；（2）考

7、慮煙霧的車(chē)況系數(shù)為：fa = L0；（3）依據(jù)規(guī)范，分別考慮工況車(chē)速 120km/h，100km/h，80km/h，60km/h，40km/h， 20km/h， 10km/h （阻滯）；不同工況下的速度修正系數(shù)匚、車(chē)密度修正系數(shù)匕如表6-5所示：不同工況車(chē)速z（vi）、匕值表6-5工況車(chē)速（km/h）12010080604020104v(Vij = 2%3.72.21.450.850.85fd0.60.7511.536（4）柴油車(chē)交通量（計(jì)算過(guò)程同CO）如下：柴油車(chē)：中型貨車(chē)403輛/h，大型客車(chē)218輛/h，大型貨車(chē)102輛/h；（5）考慮煙霧的海拔高度修正系數(shù)：平均海拔高度：H = （96

8、3.2 + 923.9） /2 = 943.55m, f =1.16306（6）考慮煙霧車(chē)型系數(shù)如表6-6所示?？紤]煙霧的車(chē)型系數(shù)f m（VI）表6-6柴油車(chē)輕型貨車(chē)中型貨車(chē)重型貨車(chē)、大型客車(chē)、托掛車(chē)集裝箱車(chē)0.41.01.53（7）計(jì)算各工況下隧道煙霧排放量:v = 80km / h 時(shí)，Q =1 x1.713x1.0 x 0.75x1337.21x1.16306x3.7VI3.6 X106x403 x1.0 +(218 + 102)x1.5 = 1.8133/ s同樣可以計(jì)算其他工況車(chē)速下煙霧排放量如表6-7所示。各工況車(chē)速下煙霧排放量（單位：m3 /s）表6-7工況車(chē)速120100806

9、0402010煙霧排放量1.81331.43761.42131.66632.4922（8）最大煙霧排放量：由上述計(jì)算可以看出， 隧道在工況車(chē)速為10km/h時(shí)，煙霧排放量最大；Q = 2.4922m 3 / s 6.1.5稀釋煙霧的需風(fēng)量（1）根據(jù)規(guī)范，取煙霧設(shè)計(jì)濃度為K = 0.0069m-1，則煙霧稀釋系數(shù)C = 0.0069。（2）稀釋煙霧的需風(fēng)量為：（以工礦車(chē)速為10km/h為例）Qreq(VI) Qreq(VI) 0.00692.4922.=361.1925m3/s各工況車(chē)速下煙霧稀釋需風(fēng)量（單位m3/s）表6-8工況車(chē)速8060402010煙霧稀釋需風(fēng)量262.8035208.34

10、87205.9811241.4951361.19256.1.6稀釋空氣內(nèi)異味的需風(fēng)量取每小時(shí)換氣次數(shù)為5次，則有:rreq()77.04x1331.21rreq()77.04x1331.213600 x 5 = 142.43947m/s 6.1.7考慮火災(zāi)時(shí)排煙的需風(fēng)量取火災(zāi)排煙風(fēng)速為v = 3m/s，則需風(fēng)量為： rQ 廣A-v = 77.04x3 = 231.12m/s6.1.8結(jié)論綜合以上計(jì)算可確定在不同工況車(chē)速下各自的最大需風(fēng)量：各工況車(chē)速下需風(fēng)量（單位：m3/s）表6-9工況車(chē)速（km/h）8060402010CO53.513459.459389.1890178.378213.433

11、煙霧262.8035208.3487205.9811241.4951361.1925稀釋空氣內(nèi)異味142.4394142.4394142.4394142.4394142.4394考慮火災(zāi)需風(fēng)量231.12231.12231.12231.12231.12最終確定近期需風(fēng)量262.8035231.12231.12241.4951361.1925結(jié)論：由上表可知，本隧道的需風(fēng)量由稀釋煙霧的需風(fēng)量決定，為Q = 391.1925m/s req通風(fēng)方式選擇，見(jiàn)表6-10隧道通風(fēng)方式的選擇表6-102020 年需風(fēng)量（m3/s）361.1925經(jīng)計(jì)算知若采用射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)時(shí)隧道內(nèi)的風(fēng)速在遠(yuǎn)期時(shí)會(huì)達(dá)到9.

12、27m/s，符合規(guī)范 要求，但由于該隧道屬于長(zhǎng)大隧道，不僅要考慮一般情況下的通風(fēng)需求，還應(yīng)考慮發(fā)生火災(zāi) 等特殊情況時(shí)的通風(fēng)問(wèn)題，故為了安全起見(jiàn)建議該隧道采用縱向集中送排組合式通風(fēng)。綜合 以上計(jì)算可得，本隧道需風(fēng)量由稀釋煙霧的需風(fēng)量決定，為Qreq= 361.1925m3/s。故，本隧道近期的設(shè)計(jì)需風(fēng)量為361.1925m3/s。 6.2隧道集中送排組合式通風(fēng)計(jì)算6.2.1隧道條件交通方向：?jiǎn)蜗蚪煌ㄋ淼篱L(zhǎng)度：L = 1337.21m隧道斷面積：A = 77.04m 2斷面當(dāng)量直徑：D = 8.92m設(shè)計(jì)交通量：rN =1680輛/h大型車(chē)混入率：r = 19%1汽車(chē)等效阻抗面積A =(1 -r)

13、 A .& + r - A & =1.8830m2 m1 cs cs 1 cl cl汽車(chē)等效阻抗面積柴油車(chē)混入率r =43% d計(jì)算行車(chē)速度:柴油車(chē)混入率r =43% d計(jì)算行車(chē)速度:v = 120km/h = 33.33m/s需風(fēng)量:Qreq=間925m3/s。隧道設(shè)計(jì)風(fēng)速:土 隧道設(shè)計(jì)風(fēng)速:土 = 361.1925 = 4.688m / sA 77.04r隧址空氣密度:P 隧址空氣密度:P = 1.2 kg / m 36.2.2隧道所需壓力:隧道內(nèi)所需的升壓力由以下三項(xiàng)決定:（1） 空氣在隧道內(nèi)流動(dòng)受到的摩擦阻力及出入口損失為:P =rP =r(L )1 + & + 入 +yf yk e r D ) 2r七 c CEU 1337.21)1 + 0.6 + 0.025 x8.92 )1.2 一 一X一 X 4.6882 = 70.518 Pa 2（2）隧道兩洞口等