（岩土工程专业论文）港珠澳海底隧道通风物理模型试验研究.pdf

t h e p h y s i c a lm o d e le x p e r i m e n tr e s e a r c ho ft h e h k z h u h a i m a c a uu n d e r s e at u n n e lv e n t i l a t i o n ad i s s e r t a t i o ns u b m i r e df o r t h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ： w a n g s h u t a o s u ：profxiesupervisor r o y o n g l i ： c h a n g a nu n i v e r s i t y , x i a n ，c h i n a 85i0i 帆03叭7iiiiim y 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任 何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：王莘传乙i 口年月7 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：王书 导师签 k f p 年月1 日 p p 年 2 档 3 档，测试断面为行车方向下( 上) 游距送风孔距离为6 1 8 m 处。 随着不同类型下送( 排) 风孔档位的提高，相应的送( 排) 风孔过风面积减小，隧 道内风量与风道内风量的比值q 隧道q 风道的变化趋势如图4 1 4 6 所示：随着送( 排) 风孔过风面积的减小，q 隧道q 风道呈逐渐增大的趋势，即通风效率有所提高。当送( 排) 风孔过风面积减小时，由风道经过送( 排) 风孔射入隧道内的气流的风速随之增加，相 应的隧道内空气的动量增加，使得相同送( 排) 风动力下，当送( 排) 风孔过风面积较 小时，隧道内的通风效率较高。在相同送( 排) 风孔过风面积下，2 5 h z 通风动力与3 0 h z 的通风动力相比，较高送( 排) 风动力对应的q 隧道q 风道值较小，当送( 排) 风动力较 大时，风道内风量较大，通过相同面积的送( 排) 风孔断面时的风速较大，使得由送( 排) 2 s 风孔引起的局部阻力较大，因此较大的送( 排) 风动力下的隧道通风效率较低。 图4 11 型送风口 图4 33 型送风口 图4 22 型送风口 图4 41 型排风口 图4 52 型排风口 图4 63 型排风口 4 2 不同送排风孔类型下隧道内静压分布 试验参数如下：隧道断面面积：1 2 8m 2 ；风道断面面积：0 2 2 1r n 2 ；排烟口尺寸： 1 型风孔面积0 0 8 5m 2 ；2 型风孔面积0 0 7 7i l l 2 ；3 型风孔面积0 0 7 4 8m 2 ；风孔采用 连续开启方式。 长安大学硕士学位论文 试验过程中，在隧道内选择8 个测试断面，断面编号顺序如图4 7 所示， 其中风道内隔板位于4 号断面与5 号断面之间。 654 3 图4 7 半横向通风测试系统布置图 表4 2 试验工况 一风速仅o - 风j l i 忙感器 口一 i 烟筒l j 风机工况 送风机频率( h z )排风机频率( h z ) 工况i 3 52 5 工况i i 3 53 5 工况i 3 54 5 试验工况如表4 2 ，在工况i 、工况i i 、工况i 的情况下，分别研究开启1 型、2 型、3 型风孔时隧道内静压分布情况。实验结果如图4 8 - 4 1 3 。 图4 8 工况i 情况下风孔类型对隧道内 静压的影响 2 7 图4 9 工况i 情况下风孔类型对风道内 静压的影响 第四章港珠澳海底隧道半横向通风物理模型试验 图4 1 0 工况情况下风孔类型对隧道内 静压的影响 图4 1 l 工况情况下风孔类型对风道内 静压的影响 图4 1 2 工况情况下风孔类型对隧道内图4 1 3 工况情况下风孔类型对风道内 静压的影响 静压的影响 同一工况下，调整送排风口的类型，隧道内静压分布如图4 8 、4 1 0 、4 1 2 所示。 当变化风孔类型时，隧道内静压随隧道纵向距离变化趋势基本不变，但隧道送风段静 压受风孔类型变化的影响比较明显。 原因：理论上隧道是一个相对封闭的空间，半横向通风方式中，隧道与风道之间 是相互连通的，风道内风量与隧道内风量应基本相同，但由于隧道断面远大于风道断 面，使得隧道内风速小于风道内风速。 隧道排风段，流风轨迹由隧道经过排风孔进入风道，即风流从一个较低的风速通 过排风孔进入到一个较高的风速，这种流动形式类似于孑l 口出流”，由于风流由隧道 经过排风孔时的风速较低，风流动量也相应较低，这使得单个排风孔引起的孔口出流 阻力较小。因此，在风孔由1 型变化到3 型，风孔面积发生比较小的变化时，隧道与 长安大学硕士学位论文 风道排风段静压受风孔变化影响不明显。 隧道送风段，流风轨迹由送风道经过送风孔进入隧道，即风流从一个较高的风速 通过送风孔进入到一个较低的风速，这种流动形式同样类似于“孔口出流”，由于风流 由风道经过送风孔时的风速较高，风流动量也相应较高，这使得单个送风孔引起的孔 口出流阻力较大。因此，在风孔由l 型变化到3 型，风孔面积发生比较小的变化时， 隧道与风道送风段静压受风孔变化影响比较明显。 试验结果显示，当风孔由2 型变化至3 型时，隧道内静压变化不明显，而当风孔 有2 型变化到1 型时，隧道内静压变化比较明显，这是由于2 、3 型风孔面积基本相同， 而1 型风孔面积大于2 、3 型风孔面积。 在同一工况下，调整送排风口的类型，风道内静压分布如图4 9 、4 1 1 、4 1 3 所示。 当变化风孔类型时，风道内静压随隧道纵向距离变化趋势基本不变。在风道送风段位 置，当风孔由2 型变化至3 型时，风道内静压变化不明显，而当风孔有2 型变化到1 型时，风道内静压变化比较明显，这是由于2 、3 型风孔面积基本相同，而1 型风孔面 积大于2 、3 型风孔面积。 隧道排风段位置，在风道送风段位置，当风孔由1 型变化至2 型时，风道内静压 变化不明显，而当风孔有2 型变化到3 型时，风道内静压变化比较明显，这是由于1 、 2 型风孔原型尺寸分别为4 5 x 1 5i n 2 与4 x 1 5m 2 ，两种风孔形式基本相同，而3 型风孔 原型尺寸为3 x 2m e ，其风孔形式与1 、2 型风孔有明显差异。 由此可知，在送风段，风孔面积对风道内静压影响比较明显；而在排风段，风孔 形状对风道内静压影响比较明显。 4 3 不同送( 排) 风功率下隧道内静压变化分布 试验参数如下：隧道断面面积：1 2 8m ? ；风道断面面积：0 2 2 1m e ；排烟口尺寸： 2 型风孔面积0 0 7 6 5m 2 ；风孔采用连续开启方式。 试验过程中，在隧道内选择8 个测试断面，断面编号顺序如图4 7 所示，其中风道 内隔板位于4 号断面与5 号断面之间。 第四章港珠澳海底隧道半横向通风物理模型试验 表4 3 试验工况 风机工况送风机频率( h z )排风机频率( h z ) 工况i2 5 、3 5 、4 52 5 工况i i2 5 、3 5 、4 53 5 工况2 5 、3 5 、4 54 5 工况2 52 5 、3 5 、4 5 工况v3 52 5 、3 5 、4 5 工况4 52 5 、3 5 、4 5 分别在工况i 、工况i i 、工况、工况、工况v 、工况情况下，研究连续开 启2 型风孔时，排风风量对隧道内静压的影响。试验结果如图4 1 4 4 2 5 。 图4 1 4 工况i 情况下送风风量的变化对隧道图4 1 5 工况i 情况下送风风量的变化对风道 内静压的影响 内静压的影响 图4 1 6 工况情况下送风风量的变化对隧道图4 1 7 工况情况下送风风量的变化对风道 内静压的影响内静压的影响 长安大学硕士学位论文 图4 1 8 工况情况下送风风量的变化对隧道 图4 1 9 工况情况下送风风量的变化对风道 内静压的影响内静压的影响 图4 2 0 工况情况下排风风量的变化对隧道图4 2 1工况情况下排风风量的变化对风道 内静压的影响 内静压的影响 图4 2 2 工况v 情况下排风风量的变化对隧道 图4 2 3 工况v 情况下排风风量的变化对风道 响 3 l 内静压的影响 第四章港珠澳海底隧道半横向通风物理模型试验 图4 2 4 工况情况下排风风量的变化对隧道图4 2 5 工况情况下排风风量的变化对风道 内静压的影响内静压的影响 在工况i 、工况i i 、工况情况下，隧道内静压分布如图4 1 4 、4 1 6 、4 1 8 。断面 1 、2 、3 的静压略小于0 p a ；断面4 、5 、6 之间的静压随着距排风段水平距离的增加而 增加，并均为正；断面6 、7 、8 之间的静压随着距隧道入口距离的减小而减小，其中 断面8 位于隧道入口，纵向风速甚小，静压接近0 p a 。风道内静压分布如图4 1 5 、4 1 7 、 4 1 9 。从断面1 到断面8 ，随着距隧道出口水平距离的增加，风道内静压呈增加趋势， 在1 - 6 断面静压为负，7 - 8 断面( 送风段) 静压为正；而除断面5 以外，各个断面静 压均随着送风频率的增加而增加，而断面5 静压随着送风机频率的增加而减小。 原因：隧道断面1 、2 、3 位于隧道排风段，由隧道出口进入，通过排风孔进入风 道，由排风机排出，因此1 至3 断面之间隧道内静压为负，并且受送风量变化影响较 小。隧道断面4 虽然位于隧道排风段，但同时也是在隧道中部，隔板附近，当送风频 率为2 5 h z 时，送风动力与排风动力相当，这时该断面的风流轨迹为：大部分经过隔板 送风侧的送风孔进入隧道，接着通过隔板排风侧的排风口进入风道，一小部分来自于 隧道出口，因此，隧道断面4 的静压表现为大于0 p a 。当送风频率分别增加至3 5 h z 、 4 5 h z 时，送风动力均大于排风动力，此时隧道断面4 上的风流轨迹为：风流经过隔板 送风侧的送风孔进入隧道，因此，在送风频率3 5 h z 、4 5 h z 的工况下，隧道断面4 的静 压表现为正。 断面5 、6 、7 位于隧道送风段，风流在该位置的轨迹为，由送风道通过送风口进 入隧道，沿风流主方向流动并经过隔板另一侧的排风孔进入风道排出，因此隧道断面5 、 6 、7 上的静压均大于0 p a ；其中隧道断面7 、8 之间随着距隧道入口距离的减小而减小， 这一段的送风孔距隧道入口较近，当风流以较高的速度射入隧道到，风流一部分沿隧 3 2 长安大学硕士学位论文 道纵向流动至下游，经过排风孔排出进入排风道，另有一部分在隧道内外压差的作用 下向隧道入口扩散，隧道断面7 静压较断面6 小，隧道断面8 位于隧道入口处，静压 基本与外界平衡。 综合分析以上试验结果，半横向通风方式，送风风量的变化对隧道送风段静压的 影响比较明显，随着送风风量的增加，隧道内送风段静压呈增加趋势。送风风量的变 化对风道内静压影响并不显著，当送风风量增加时，送风道内风压在6 - 8 断面呈增加 趋势，而在断面5 呈减小趋势。 在工况工况、工况v 、工况情况下，隧道内静压分布如图4 2 0 、4 2 2 、4 2 4 。 断面1 、2 、3 的静压均为负；断面4 静压接近于0 p a ，并随着排风机功率的增加而减小； 断面5 、6 、7 静压均为正，断面8 静压基本为0 ，隧道送风段静压随着距送风口距离的 减小，呈先增加而后减小，最终在隧道入口处与外界平衡，静压为o 。随着排风风量的 增加，隧道内各个点的静压呈减小趋势，并且排风段减小的幅度较大。风道内静压分 布如图4 2 l 、4 2 3 、4 2 5 。断面1 , - - 5 静压为负值，断面6 - 8 静压为正值。这是由于 断面1 、2 、3 、4 位于排风段，因此静压为负值；断面6 、7 、8 位于送风段，因此静压 为正值。断面5 虽然位于送风段，但由于断面5 风流轨迹为：风流经过隔板送风侧的 送风孔进入隧道，并沿隧道纵向流动，最用经过隔板排风侧的排风孔进入排风道，这 一段风流的流动动力主要来自于排风动力引起的压差，因此，断面5 静压值为负。 分析原因：断面1 、2 、3 位于隧道排风段，风流由隧道出口进入，通过排风孔进 入风道，由排风机排出，因此l 至3 断面之间隧道内静压为负；断面4 与断面5 ，处在 隧道中部，隔板两侧。当排风动力为2 5 h z 时，排风动力与送风动力相似，此时风流轨 迹经过隔板送风侧的送风孔进入隧道，接着通过隔板排风侧的排风口进入风道，因此， 断面4 的静压表现为略小于4 p a 。 当排风动力为3 5 h z 时，排风机动力略大于送风动力，风流轨迹为，大部分风流经 过隔板送风侧的送风孔进入隧道，接着通过隔板排风侧的排风口进入风道，但仍有少 部分风流由隧道入口进入隧道并通过断面4 附近的排风口进入排风道，因此，断面4 的静压表现为在0 p a 与4 p a 之间。 当排风动力为4 5 h z 时，排风机动力较送风动力大得多，风流轨迹为，一少部分风 流经过隔板送风侧的送风孔进入隧道，接着通过隔板排风侧的排风口进入风道，但是 大部分风流由隧道入口进入隧道并通过断面4 附近的排风口进入排风道，因此，断面4 的静压表现为略小于0 p a 。 3 3 第四章港珠澳海底隧道半横向通风物理模型试验 断面6 位于隧道送风段，风流在该位置的轨迹为，由送风道通过送风口进入隧道， 断面6 上的静压为正；而断面7 、8 虽也位于送风段，但这一段的送风孔距隧道入 近，因此当送风道内风流以较高的风速通过送风口射入隧道时，气流进入隧道后， 轨迹大部分沿隧道纵向向隧道出口方向流动，另有少部分沿隧道纵向向隧道入口 扩散，因此断面6 、7 、8 之间隧道内静压随着据隧道入口距离的减小而减小，其 面8 位于隧道入口处，静压基本与外界平衡，接近0 p a 。 4 4 小结 本节通过分析不同排风孔形状、面积下的隧道内风量和风道内风量的比值可知， 单一送排风孔的大小对通风效率存在一定的影响；在相同面积下，不同的通风动力也 对通风效果存在一定的影响。 ( 1 ) 在相同通风动力下，送排风孔的面积越小，隧道内风量与风道内风量的比值 q 隧q 风道越高，从提高隧道内的风量和风速的角度来看，送排风孔面积越小越有利。 ( 2 ) 在相同排风孔过风面积下，2 5 h z 通风动力与3 0 h z 的通风动力相比，较高排 风动力对应的q 隧道q 风道值较小，当排风动力较大时，风道内风量较大，通过相同 面积的排风孔断面时的风速较大，使得由排风孔引起的局部阻力较大，因此在满足通 风条件下应尽量选择与之匹配的动力。 ( 3 ) 当变化风孔类型时，隧道内静压随隧道纵向变化趋势基本不变，但隧道送风 段静压受风孔类型变化的影响比较明显。 ( 4 ) 在送风段，风孔面积对风道内静压影响比较明显，在排风段，风孔面积对风 道内静压影响较t , b 在排风段，风孔形状对风道内静压影响比较明显，在送风段，风 孔形状对风道内静压影响较小。 ( 5 ) 根据不同送排风功率的组合可知，隧道内送风段静压随送风功率增加而增加， 对排风段影响较小。隧道内排风段静压随排风机功率的增加而增加，对送风段影响较 小。 长安大学硕士学位论文 第五章港珠澳海底隧道通风系统局部物理模型试验 通风系统局部模型试验主要包括9 0 0 拐弯处导流板设置物理模型试验和出 入口纵坡对风流流态影响物理模型试验。通风道拐弯处设置导流板可以避免风 道内涡流或偏流的出现，进而可以达到减少通风道内压力阻力的目的。本章通 过在9 0 0 拐弯处设置3 片、5 片、7 片导流叶片进行模型试验，与未设置导流叶 片工况相比较，分析是否设置导流叶片，以及设置多少合理，并分别对纵坡1 、 2 、3 的纵坡形式进行模型试验，分析纵坡对隧道出入口流态的影响。 5 19 0 0 拐弯处导流板模型试验 试验工况如表5 1 ： 表5 19 0 0 拐弯处导流板模型试验 风道断面宽风道断面高度通风道长度导流板数目入口风机功 工况 度( c m ) ( e m )( e r a ) ( 个) 率( h z ) 工况i 5 65 64 6 701 5 、2 5 、3 5 工况i i5 65 64 6 731 5 、2 5 、3 5 工况i 5 65 64 6 751 5 、2 5 、3 5 工况 5 65 64 6 77 1 5 、2 5 、3 5 臼 风藏出口 臼用l i h l ：l 图5 1 不设导流板试验示意图 表5 2 不设导流板试验数据表 风机频率1 5 h z风机频率2 5 h z风机频率3 5 h z 断面 平均流速 绝对总压平均流速 绝对总压平均流速绝对总压 ( m s )( p a )( m s )( p a )( m s )( p a ) 断面l 9 7 3 1 0 1 3 7 3 5 1 8 6 8 1 0 1 5 0 3 71 6 1 6 5 1 0 1 4 5 8 8 断面2 6 1 2 51 0 1 3 4 4 21 0 4 7 51 0 1 3 8 1 22 7 0 1 51 0 1 6 9 8 7 第五章港珠澳海底隧道通风系统局部物理模型试验 臼 风流出i = l 测试断面l 图5 23 片导流板试验示意图 表5 33 片导流板试验数据表 臼风流入口 风机频率1 5 h z风机频率2 5 i - i z风机频率3 5 h z 断面 平均流速绝对总压平均流速绝对总压平均流速绝对总压 ( m s )( p a )( m s )( p a )( m s ) ( p a ) 断面l7 3 8 51 0 1 3 5 2 9 1 8 6 21 0 1 5 0 2 52 6 8 51 0 1 6 9 4 1 断面2 5 3 9 51 0 1 3 3 9 91 2 3 4 51 0 1 4 0 31 8 0 2 1 0 1 4 9 1 3 测试断面1 风流入口 长安大学硕士学位论文 l 1 一 风流出口 测试断面1 图5 47 片导流板试验示意图 表5 57 片导流板试验数据表 臼翮队口 风机频率1 5 h z风机频率2 5 i - i z 风机频率3 5 i - i z 断面 平均流速 绝对总压平均流速绝对总压平均流速绝对总压 ( m s )( p a )( m s )( p a )( m s )( p a ) 断面1 7 7 0 5l o l 3 7 1 61 3 8 4 51 0 1 5 1 42 6 8 l1 0 1 5 3 1 1 断面29 5 41 0 1 3 5 5 41 9 2 1 51 0 1 4 2 3 12 0 0 6 5 1 0 1 6 9 3 计算结果分析 采用压力阻力计算公式如下： 计算结果如下表所示： = 地毕竿趔 i p v 湎 表5 6 试验数据 ( 5 1 ) 导流板 风机频率1 5 h z风机频率2 5 h z 风机频率3 5 h z 数目 ( 设置导流板c 设置导流板设置导流板 拐弯处 拐弯处拐弯处 不设导流板不设导流板 亿不设导流板 30 4 6 6 0 7 7 2 3 910 5 6 0o 8 1 7 5 0 00 5 5 00 8 5 6 1 0 2 50 3 4 9 0 5 7 8 8 9 20 4 3 00 6 2 7 0 2 00 3 8 6o 6 0 1 0 3l 70 3 4 80 5 7 5 9 1 30 4 8 10 7 0 1 3 8 80 4 4 00 6 8 5 2 15 00 6 0 3 7 3 41 0 6 8 5 5 4 81 0 6 4 1 9 5 2 1 根据以上试验数据可以绘制如下散点图，图5 5 。 3 7 第五章港珠澳海底隧道通风系统局部物理模型试验 图5 5 导流板设置数量与压力阻力系数图 对以上数据进行分析，可以得出以下结论： ( 1 ) 设置导流板后，可以明显减小风道拐弯处压力阻力。从试验数据可以 看出，减少的压力阻力高达3 0 左右。 ( 2 ) 当加设3 个或5 个导流板时，压力阻力系数均明显减小。这是由于， 加设导流板后，减小了风道拐弯处的涡流与偏流现象，从而达到减小压力阻力的 目的，不同风速对设置5 片导流板影响最小。 ( 3 ) 当设置导流板增加至7 个时，压力阻力并没有持续减小，而是有所增 加。这是由于过多的导流板占用了风道拐弯处过多的空间，减小了风流的有效过 流断面面积，因此，不能够达到减小压力阻力的目的。 5 2 出入口流态物理模型试验 由于港珠澳大桥海底隧道出入纵坡为2 9 8 ，隧道出入口纵坡对隧道内流态 是否存在影响不明确，模型试验通过改变出入口纵坡，分别制作出入口1 、2 、 3 的纵坡模型，对纵坡所在断面的风速进行测试，分析纵坡对其影响。 图5 6 测试断面示意图 试验参数：坡度变化长度5 6 m ；坡度：1 、2 、3 ；风机档位：1 、2 、3 3 8 长安大学硕士学位论文 档。 表5 7 进口试验结果数据表 坡度排风档位 断面测点l测点2测点3 平均值 17 1 75 4 87 2 86 6 4 l 档 26 8 9 6 5 46 9 2 6 7 8 16 5 25 5 26 5 06 1 8 0 2 档 26 3 76 3 46 3 46 3 5 11 5 21 - 7 31 5 l1 5 9 3 档 21 5 31 7 51 5 41 6 1 l7 3 55 5 57 4 36 7 8 l 档 27 4 65 6 57 5 16 8 7 16 8 95 4 87 0 26 4 6 1 2 档 26 7 55 3 6 6 8 7 6 3 3 11 9 71 8 91 9 81 9 5 3 档 21 4 31 7 51 5 01 5 6 17 2 05 8 97 3 l6 8 0 1 档 26 9 25 7 86 9 66 5 5 l6 6 85 3 46 7 26 2 5 2 2 档 26 3 05 0 56 2 85 8 8 l1 5 31 7 5 1 5 81 6 2 3 档 21 7 31 3 51 8 01 6 3 l7 5 l5 7 57 4 86 9 l l 档 27 0 55 8 87 1 16 6 8 15 8 75 6 35 7 85 7 6 3 2 档 25 4 45 6 45 3 15 4 6 11 - 8 91 7 11 9 21 8 4 3 档 21 9 31 5 81 8 91 8 0 表5 8 出口试验结果数据表 坡度排风档位 断面测点1 测点2测点3 平均值 l1 6 51 7 61 6 41 6 8 1 档 21 6 41 71 7 11 6 8 1 3 1 32 9 83 1 7 3 0 9 o 2 档 23 1 23 3 13 13 1 8 l3 2 23 0 23 23 1 5 3 档 23 1 83 3 63 1 93 2 4 11 6 4 1 4 41 6 2 1 5 7 1 档 21 5 41 3 91 5 21 4 8 13 4 3 1 33 3 83 3 0 1 2 档 23 1 42 9 63 1 33 0 8 l3 43 2 13 3 93 3 3 3 档 22 9 83 2 533 0 8 3 9 第五章港珠澳海底隧道通风系统局部物理模型试验 11 7 11 3 7 1 71 5 9 1 档 21 6 51 3 61 6 41 5 5 l3 4 72 9 93 4 8 3 3 l 2 2 档 23 3 52 8 73 3 43 1 9 13 6 l6 1 26 65 4 4 3 档 23 4 32 9 53 4 23 2 7 1 1 7 l1 4 41 7 1 6 2 1 档 21 6 71 41 6 51 5 7 13 4 83 0 63 4 53 3 3 3 2 档 23 3 3 2 9 33 33 1 9 l3 3 52 9 73 33 2 1 3 档 23 4 53 1 4 3 4 23 3 4 根据以上试验结果绘制散点图( 图5 7 、5 8 ) ： 图5 7 入口纵坡与出口段风速关系图图5 8 出口纵坡与出口段风速关系图 对以上数据进行分析可知：无论隧道入口风速如何变化，当隧道入口纵坡坡 度在0 - - 3 之间变化时，纵坡对隧道入口段风速几乎没有影响；无论隧道出 口风速如何变化，当隧道入口纵坡坡度在0 3 之间变化时，纵坡对隧道出 口段风速几乎没有影响。 5 3 小结 ( 1 ) 从导流板模型试验可知，设置导流板后，可以明显达到减小压力阻力 的目的。从试验数据可以看出，减少的压力阻力可达到3 0 左右。 ( 2 ) 当加设3 个或5 个导流板时，压力阻力系数均明显减小。这是由于， 当加设导流板后，减小了风道拐弯处的涡流与偏流现象，从而达到减小压力阻力 的目的，不同风速对设置5 片导流板影响最小。 ( 3 ) 当设置导流板增加至7 个时，压力阻力并没有持续减小，而是有所增 长安大学硕士学位论文 加。这是由于过多的导流板占用了风道拐弯处过多的空间，减小了风流的有效过 流断面面积，因此，不能过达到减小压力阻力的目的。 ( 4 ) 通过试验可知，出入口纵坡对隧道风速影响较小。 4 1 结论和建议 1 主要结论 结论和建议 通过对港珠澳海底隧道通风物理模型实验的研究，可得出如下主要结论： ( 1 ) 对半横向通风系统进行了验证分析，在相同通风动力下，送排风孔的 面积越小，隧道内风量与风道内风量的比值qm t q 胱越高，从提高隧道内的风 量和风速的角度来看，送排风孔面积越小越有利。在相同排风孔过风面积下， 2 5 h z 通风动力与3 0 h z 的通风动力相比，较高排风动力对应的qm t qg d l t 值较小， 当排风动力较大时，风道内风量较大，通过相同面积的排风孔断面时的风速较大， 使得由排风孔引起的局部阻力较大，因此在满足通风条件下应尽量选择与之匹配 的动力。 ( 2 ) 当变化风孔类型时，隧道内静压随隧道纵向变化趋势基本不变，但隧 道送风段静压受风孔类型变化的影响比较明显。在送风段，风孔面积对风道内静 压影响比较明显，在排风段，风孔面积对风道内静压影响较小；在排风段，风孔 形状对风道内静压影响比较明显，在送风段，风孔形状对风道内静压影响较小。 ( 3 ) 从导流板模型试验可知，设置导流板后，压力阻力明显减小，从试验 数据可以看出，减少的压力阻力可达到3 0 左右。当加设3 个或5 个导流板时， 减小了风道拐弯处的涡流与偏流现象，压力阻力系数均明显减小。不同风速对设 置5 片导流板影响最小。加设7 片导流板时，由于空间过度压缩，效果不如3 片和5 片的好。 2 进一步研究建议 在通风物理模型试验方面，工作主要集中在通风模型的设计、通风系统建立、 隧道通风物理模型各系统进行基本性能测试试验等方面，在物理模型试验方面， 主要进行整体通风方案的验证试验和部分局部模型试验，进一步研究的内容主要 包括： ( 1 ) 烟雾测试判定标准可进一步细化研究。 ( 2 ) 隧道通风数据采集监控系统软件可进一步优化。 4 2 长安大学硕士学位论文 参考文献 【1 】交通部，公路隧道通风照明设计规范【s 】，北京：人民交通出版社，2