【《某高速公路隧道工程的隧道通风计算（左线）过程案例概述》2200字】

某高速公路隧道工程的隧道通风计算（左线）过程案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u8655某高速公路隧道工程的隧道通风计算（左线）过程案例概述 1283061.1隧道通风基本参数 1128841.2确定一氧化碳排放量 2264001.3烟雾的浓度与稀释 535731.4隧道换气的需风量 7147171.5火灾需风量 8183651.6总结 8224321.7风机布置计算： 81.1隧道通风基本参数道路等级：高速公路，分离式双向四车道(计算单洞)；计算行车速度：100km/h空气密度：ρ=1.20kg/m³隧道坡度：i=-1.9%(li=1080m)隧道的断面面积：Ar=50.9224m²，隧道的轮廓周长：S=31.393m隧道当量直径：Dr=4Ar/S=6.488m日交通量：22300辆/天设计交通量：37353辆/天（标准车）高峰小时交通量为日交通量的12%高峰小时交通量为日交通量12％方向不均匀系数55%大型混入率15％交通组成：小客车51%，大客车6%，小型货车8%，中型货车9%，大型货车16%，拖挂车10%；汽柴比＝3：7；隧道内平均气温：20℃1.2确定一氧化碳排放量1.2.1取CO基准排放量为（按每年2.0%递减）正常：2000年时CO基准排放量为qco=0.007m³/（veh•km)2021年：qco=0.007*(1-2%)²¹=0.004580m³/（veh•km)阻滞：2000年时CO基准排放量为qco=0.015m³/（veh•km)2021年：qco=0.015*(1-2%)²¹=0.009814m³/（veh•km)不同工况下的速度修正系数fiv和车密度修正系数fdCO的车况系数：fa=1.01.2.2依据规范，分别考虑工况车速100km/h，90km/h,80km/h，70km/h，60km/h，50km/h，40km/h，30km/h（阻滞），20km/h（阻滞），10km/h（阻滞）表4-11车密度系数fd表工况车速（km/h）10080706050fd0.60.750.8511.2403020101.5236表4-12考虑CO的车速-纵坡系数设计速度Vi（km/h）隧道行车方向纵坡i（%）-4-3-2-1012341001.21.21.21.21.21.41.41.41.4801.01.01.01.01.01.01.21.21.2701.01.01.01.01.01.01.01.21.2601.01.01.01.01.01.01.01.01.2501.01.01.01.01.01.01.01.01.0401.01.01.01.01.01.01.01.01.0300.80.80.80.80.81.01.01.01.0200.80.80.80.80.81.01.01.01.0100.80.80.80.80.80.80.80.80.81.2.3考虑海拔CO的海拔修正系数H=（875.52+855.00）/2=865.26mfh=1.22221.2.4考虑CO的车系系数fm表4-13考虑CO的车系系数fm车型柴油车汽油车小客车旅行车-轻型货车中型货车大型客车-拖挂车fm1.01.02.55.07.01.2.5交通量分解（考虑方向不均匀系数55%）：高峰小时交通量=37353*0.55*0.12=2465辆/小时汽油：大客车44辆/h大型货车118辆/h拖挂车74辆/h小型货车59辆/h中型货车67辆/h小型客车377辆/h柴油：大客车104辆/h大型货车276辆/h拖挂车173辆/h小型货车138辆/h中型货车155辆/h小型客车880辆/h1.2.6计算各车速下CO排放量表4-14各工况车速下CO排放量工况车速（km/h）100908070605040302010CO排放量m³/s0.01100.01130.01140.01300.01520.01830.02290.03050.04570.0915从上方计算数据可以看出当车速处于10km/h时CO浓度最大为0.0915m³/s1.2.7稀释CO的需风量根据公路隧道通风设计细则规定：本隧道长1080m经内插得到CO浓度为148cm³/m³本隧道设计温度为20℃转化后T=273+20=293K稀释需风量计算按下公式因为该隧道无实测气压数据，故用下公式计算PP=101.325*exp【-865.26/（29.28*293）】=123.32kpaQreq（co）=（0.0915/148）*（101.325/123.32）*（293/273）*10⁶=546.6078m³/s其他各工况计算如下车速100908070605040302010CO稀释量m³/s65.585367.634868.318077.427191.0907109.3088136.6361182.1814273.2721546.6078表4-15各工况车速下稀释CO需风量1.3烟雾的浓度与稀释1.3.1取2000年为基准年，其烟雾基准浓度为2.0m²/(veh•km）则2021年时经过折减为qvi=2*（1-2%）^21=1.309m²/（veh•km)考虑烟雾的车况系数fa=11.3.2依据公路隧道通风设计细则，分别考虑工况车速100km/h，90km/h，80km/h，70km/h，60km/h，50km/h，40km/h，30km/h（阻滞），20km/h（阻滞），10km/h（阻滞）。1.3.4fvi,fd折算结果为：表4-16考虑烟尘的车速-纵坡系数fiv车速100908070605040302010fiv（vi）0.5750.5750.5750.5750.570.570.5650.510.410.41表4-17车密度系数fd车速100908070605040302010fd0.60.6750.750.8511.21.52361.3.5交通量折算结果：高峰小时交通量=37353*0.55*0.12=2465辆/小时汽油：大客车44辆/h大型货车118辆/h拖挂车74辆/h小型货车59辆/h中型货车67辆/h小型客车377辆/h柴油：大客车104辆/h大型货车276辆/h拖挂车173辆/h小型货车138辆/h中型货车155辆/h小型客车880辆/h1.3.6考虑烟雾浓度的海拔修正系数H=（875.52+855.00）/2=865.26mfh=1.1401.3.7考虑烟尘的车型系数表4-18考虑烟尘的车型系数fm小客车，轻货中货重货大客拖挂集装箱0.411.531.3.8计算各工况下烟雾排放根据上述公式可得出各个工况下烟雾的排放浓度：表4-19各个工况车速下烟尘排放量工况车速（km/h）100908070605040302010VI排放量m²/s0.25410.28580.31760.35990.41970.50370.62410.75110.90581.8115从上方计算结果可以看出在车速为10km/h时烟雾浓度最大，其最大值为1.8115m²/s1.3.9稀释烟尘的需风量设计烟尘浓度为根据公式Qreq（vi）=Qvi/K其中K(烟尘设计浓度）取值如下表表4-20K(烟尘设计浓度）表K车速100908070605040302010光源钠0.00650.00650.0070.0070.0070.00750.0090.0120.0120.012烟尘设计浓度m^（-1）LED0.0050.0050.00650.00650.00650.0070.00750.0120.0120.012根据不同工况及不同照明条件下稀释烟尘需风量计算如下：表4-10烟尘扩散需风量计算表需风量m³/s车速10090807060照明条件钠灯39.084943.970545.366451.415359.9626LED50.810457.161748.856155.370361.5751504030201067.158169.342762.592575.4792150.958471.955183.211262.592575.4792150.9584根据上述计算可得出最大需风量条件为100km/h时采用LED进行光照其需风量为150.9584m³/s1.4隧道换气的需风量根据公式（1）（2）取其计算结果大者为换气需风量Qreq（ac）=（50.9224*1080*3）/3600=45.83016m³/sQreq（ac）=1.5*50.9224=76.3836m³/s故取Qreq（ac）=76.3836m³/s1.5火灾需风量根据上列公式计算可得出，火灾最大需风量为取火灾临界风速为3m/sQreq(f)=50.9224*3=152.7672m³/s1.6总结综上所述，隧道通风最大需风量由CO浓度决定最大浓度为Qreq（co）=546.6078m³/s1.7风机布置计算：1.7.1隧道基本情况交通方向：单向交通隧道长度：L=1080m隧道断面积：Ar=50.9224m²断面当量直径：Dr=6.488m设计交通量：37353辆/天（标准车）大型车混入率：15%计算行车速度：Vt=10km/h=2.78m/s需风量：Qreq（co）=546.6078m³/s隧道设计风速：Vr=Qreq/Ar=546.6078/50.9224=10.7m/s隧道空气密度：ρ=1.2kg/m³隧道内所需升压力ΔP=ΔPr+ΔPm-ΔPt1.7.2空气在隧道内流动受到的摩擦阻力及出口损失为：根据公式得：ΔPr=ΔPλ+ΔPξi=（1+0.5+0.02*1080/6.488）*1.2/2*10.7²=331.7381N/m²1.7.3隧道交通风风力Am=(1-15%)*2.13*0.5+5.37*1*15%=1.7108Nc=2465*1080/（3600*2.78）=266ΔPt=1.7108/50.9224*（1.2/2）*266*（10.7-2.78）²=336.3362N/m²根据上式计算可得：ΔPt=336.33621.7.4隧道内自然通风力：因为没有相关数据故取Vn=3m/sΔPm=（1+0.5+0.02*1080/6.488）*1.2*3²=52.1556N/m所以ΔP=ΔPr+ΔPm-ΔPt=331.7381+52.1556-336.3362=47.5575N/m²1.7.51000型射流风机每台的升压力ΔPj计算：ΔPj=1.2*30²*0.78