隧道通风计算

1、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.一 、一.3空气留度：-=1.20kg /m ;隧道坡度：i=2%隧道的断面面积：Ar = 77.04m2隧道的轮廓周长：S= 34.54m隧道当量直径：Dr -4Ar /S -8.92m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：tm =20X;6.1.2 确定CO排放量

2、（1）取CO基准排放量为（按每年 1.5递减）（1995年qCO =0.01m3/辆,km ）qco近=0.01 父（1-1.5% f= 0.00685m3/辆 km（2）考虑CO的车况系数：fa =1.0；（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fiv和车密度修正系数 fd如表6-1所示。不同工况车速 九、fd值表6-1工况车速（km/h）1201008060402010fiv（i =2% ）1.41.21.01.01.00.8fd0

3、.60.7511.536(4)考虑CO的海拔高度修正系数:平均海拔高度：H = (963.2 923.9)/2 = 943.55m, fh =1.30200(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fm1.01.02.55.07.0(6)交通量分解:2025 年：高峰小时交通量：28000 >50%X0.12=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

4、道 CO排放量：vt u100km / h1,nQcO =6 qCO fafdfhfiv L 、(Nm fm)3.6 10m=11=6 0.00685 1.0 0.75 1.30200 1.0 1337.213.6 10403 218 102 1.0 252 1.0 302 2.5 403 5.03= 1.042 10 m3/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1201008060402010近期CO排放量1.0421.1171.2411.8613.7225.955(8)最大co排放量：由上述计算可以看出，在工矿车

5、速为 10km/h时，co排放量最大为:23QCO =5.955 10 m /s6.1.3 稀释CO的需风量(1)根据规范，取 CO设计浓度为：2 2 250Ppm 。(2)隧道设计温度tm =20"C;,换算为绝对温度 T=273+20 = 293K。(3)隧址大气压无实测值，按下式计算：_ghP = P0 e"式中：P0 标准大气压，101325Pa；2g重力加速度，9.81m/s ；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/kg K o计算可得：P =90763.685Pa(4)稀释CO的需风量：(以工矿车速为10km/h为例)

6、第 2 13. 4 y3m匕0T 1%0. 0595510132Ap T02509076 3. 685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1201008060402010稀释CO需风量49.945853.513459.459389.1890178.378213.4336.1.4 烟雾排放量253 4b(1)取烟雾基准排放量为：qw =2.5父(1-1.5% ) =1.713m3/辆，km;(2)考虑烟雾的车况系数为：fa=1.0;(3)依据规范，分别考虑工况车速 120km/h, 100km/h, 80km/h

7、, 60km/h, 40km/h, 20km/h, 10km/h (阻滞)；不同工况下的速度修正系数f八小、车密度修正系数fd如表6-5所示：i iV(VI)不同工况车速fivM)、fd值表6-5工况车速(km/h)1201008060402010fivM) ,i =2%3.72.21.450.850.85fd0.60.7511.536(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;(5)考虑烟雾的海拔高度修正系数：平均海拔高度：H =(963.2 923.9)/2 = 943.55m, fh =1.16306(6)考虑烟

8、雾车型系数如表 6-6所示。考虑烟雾的车型系数f m(VI)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0.41.01.53(7)计算各工况下隧道烟雾排放量:vt =80km /h 时,1QVI6 1.713 1.0 0.75 1337.21 1.16306 3.73.6 106403 1.0218 102 1.5 = 1.8133m3/s同样可以计算其他工况车速下烟雾排放量如表6-7所示。工况车速1201008060402010烟雾排放量1.81331.43761.42131.66632.4922表6-7各工况车速下烟雾排放量(单位：m3/s)(8)最大烟雾排放量：由上述

9、计算可以看出，隧道在工况车速为10km/h时，烟雾排放量最大;_ 3Qvi u 2.4922m3/s6.1.5 稀释烟雾的需风量(1)根据规范，取烟雾设计浓度为K =0.0069m,，则烟雾稀释系数 C =0.0069。(2)稀释烟雾的需风量为：(以工矿车速为10km/h为例)2 49220Qreq(VI) = = 361.1925m3/sq()0.0069表6-8各工况车速下烟雾稀释需风量(单位m3/s)工况车速8060402010烟雾稀释需风量262.8035208.3487205.9811241.4951361.19256.1.6稀释空气内异味的需风量取每小时换气次数为 5次，则有:Ar

10、 L77.04 1331.213Qreql )3600=n =父 5 = 142.43947m / s6.1.7 考虑火灾时排烟的需风量取火灾排烟风速为 vr = 3m / s,则需风量为:3 .Qeq（_） - Ar vr = 77.04 3 - 231.12m /s6.1.8 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）8060402010CO53.513459.459389.1890178.378213.433烟雾262.8035208.3487205.9811241.4951361.1925稀释空气内异味142

11、.4394142.4394142.4394142.4394142.4394考虑火灾需风量231.12231.12231.12231.12231.12最终确定近期需风量262.8035231.12231.12241.4951361.1925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Qeq=391.1925m/S通风方式选择，见表 6-10隧道通风方式的选择表6-102020 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

12、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Qreq = 361.1925 m3/s。故，本隧道近期的设计需风量为361.1925m3/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：Lr -1337.21m _2隧道断面积：Ar = 77.04m断面当量直径：Dr= 8.92mr1 =19%设计交通量：N=1680辆/h大型车混入率:汽车等效阻抗面积Am = （1 一。）Acs cs 1 A ci A.8830m柴油车混入率rd =43%计算行车速度：vt = 120km /h = 33.33m/s需风量:Qeq = 361.1925m3/s。隧道设计风速:361.192577.04=4.688m/s隧址空气密度:=1.2kg/m36.2.2 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：f此 一 L) Po 1337.21 1.2oR = 1 +£ +% +，v2 = 11 +0.6+0.025父区 父4.6882 = 70.518Pa<DrJ 2 I8.92 J 2(2)隧道两洞口等效