[發(fā)明專利]特長(zhǎng)公路隧道循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)的臨界分風(fēng)比判定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810903631.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN109033675B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永平;吳世先;王斌武;朱輝;陳世強(qiáng);田峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林航天工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

本發(fā)明公開了一種特長(zhǎng)公路隧道循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)的臨界分風(fēng)比判定方法，包括如下步驟：1）計(jì)算循環(huán)風(fēng)流的并聯(lián)風(fēng)流的煙塵濃度：a）計(jì)算來(lái)自上游風(fēng)流的煙塵流量，b）計(jì)算新增的并聯(lián)風(fēng)流的煙塵流量，c）計(jì)算并聯(lián)風(fēng)流的煙塵濃度；2）計(jì)算臨界分風(fēng)比；臨界分風(fēng)比公式表明：當(dāng)分風(fēng)比等于或者大于臨界分風(fēng)比時(shí)，隧道短道的并聯(lián)風(fēng)流煙塵濃度超過(guò)容許濃度，行駛在隧道短道內(nèi)的車輛不安全。本發(fā)明能避免隧道長(zhǎng)度、斷面尺度等有量綱數(shù)參數(shù)的繁瑣計(jì)算，或者通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解算，或者龐雜費(fèi)時(shí)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真，迅速快捷確定出上游風(fēng)流風(fēng)量、循環(huán)風(fēng)流風(fēng)量和并聯(lián)風(fēng)流流量之間的比值；確保行駛在隧道內(nèi)車輛的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特長(zhǎng)公路隧道循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)的臨界分風(fēng)比判定方法。

背景技術(shù)

公路隧道是半陷或者淺埋的狹長(zhǎng)空間，治理隧道內(nèi)行駛的汽車所產(chǎn)生的煙塵等污染物，一直是業(yè)界關(guān)注的重要問(wèn)題。一般采用機(jī)械通風(fēng)的方法，稀釋煙塵和CO等污染物，污風(fēng)排至隧道外環(huán)境，并且屬于直流式系統(tǒng)方案。長(zhǎng)距離或者特長(zhǎng)距離公路隧道的通風(fēng)系統(tǒng)，必須配合通風(fēng)豎井，才能滿足隧道內(nèi)稀釋污染物的用風(fēng)需求。特長(zhǎng)公路隧道通風(fēng)具體涉及豎井開挖位置、通風(fēng)機(jī)、射流風(fēng)機(jī)群和風(fēng)道等影響因素的優(yōu)化，是行業(yè)內(nèi)的前沿問(wèn)題。

目前，將外界新鮮空氣引入隧道，稀釋車輛排放的污染物，然后將污風(fēng)排出洞外，這是能耗高的傳統(tǒng)隧道通風(fēng)。采用豎井分段送風(fēng)，引入外界新鮮空氣，稀釋特長(zhǎng)隧道內(nèi)的污染物，并確保其濃度在安全值以內(nèi)，最后，通過(guò)分段豎井排出污風(fēng)；Kwa G S和夏永旭等實(shí)踐了常用的豎井分段送排風(fēng)隧道通風(fēng)系統(tǒng)。對(duì)于隧道中行車形成的交通風(fēng)，方磊和Wang等應(yīng)用模型試驗(yàn)的方法，得出了送風(fēng)口與隧道行車方向宜取6°，而排風(fēng)口與隧道行車方向的夾角應(yīng)不大于30°；繼而，方磊等明確指出通風(fēng)井送排式縱向通風(fēng)系統(tǒng)一直存在土建費(fèi)用及運(yùn)行能耗大的問(wèn)題。針對(duì)通風(fēng)井工程造價(jià)高或者無(wú)設(shè)置條件的特長(zhǎng)隧道，利用上下行線通風(fēng)負(fù)荷不均勻特性，Berner等首次提出了雙洞互補(bǔ)通風(fēng)；利用模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿真，張光鵬驗(yàn)證和校核了設(shè)計(jì)參數(shù)，并把雙洞互補(bǔ)式通風(fēng)應(yīng)用于錦屏隧道中；通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)，王亞瓊等深入研究了雙洞互補(bǔ)式通風(fēng)下的隧道內(nèi)流場(chǎng)，進(jìn)一步論證了該通風(fēng)方式的可行性，并且一般情況下雙洞互補(bǔ)通風(fēng)方式適用于4km～7km的公路隧道。但是，特長(zhǎng)隧道通風(fēng)成本高和豎井開挖位置受地質(zhì)、城市規(guī)劃制約等問(wèn)題，依然突出，并且用于特長(zhǎng)公路隧道可控循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)的臨界分風(fēng)比判定方法尚未形成。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能夠迅速快捷完成特長(zhǎng)公路隧道循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)施的預(yù)評(píng)估的特長(zhǎng)公路隧道循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)的臨界分風(fēng)比判定方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種特長(zhǎng)公路隧道循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)的臨界分風(fēng)比判定方法，所述的特長(zhǎng)公路隧道循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)包括循環(huán)風(fēng)道、可調(diào)附屬結(jié)構(gòu)；可調(diào)附屬結(jié)構(gòu)包括與循環(huán)風(fēng)道連通的排風(fēng)豎井和送風(fēng)豎井；所述的循環(huán)風(fēng)道設(shè)置在隧道的旁通隧洞，循環(huán)風(fēng)道的兩端分別通過(guò)引風(fēng)段和引射段與隧道連通；所述的循環(huán)風(fēng)道內(nèi)設(shè)有除塵器；隧道入口至引風(fēng)段之間部分為上游隧道，引風(fēng)段與引射段之間的部分為隧道短道，引射段與隧道出口之間的部分為下游隧道；

包括如下步驟：

1)計(jì)算循環(huán)風(fēng)流的并聯(lián)風(fēng)流的煙塵濃度：

a)計(jì)算來(lái)自上游風(fēng)流的煙塵流量，其計(jì)算公式如公式(1)：

Q_s1(VI)＝δ₁(1-e)Q_r (1)

式中：Q_s1(VI)為來(lái)自上游風(fēng)流的煙塵流量，m²/s；e為分風(fēng)比，無(wú)量綱數(shù)；δ₁為上游風(fēng)流的煙塵濃度，m^-1；Q_r為從隧道入口引入的外界新風(fēng)量，m³/s；

b)計(jì)算新增的并聯(lián)風(fēng)流的煙塵流量，其計(jì)算公式如公式(2)：

Q_s2(VI)＝C·L_s (2)