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文檔簡(jiǎn)介
1、 隧道通風(fēng)計(jì)算書一、基本資料公路等級(jí):二級(jí)公路車道數(shù)及交通條件:雙車道,雙向交通設(shè)計(jì)行車速度:V=60km/h=16.67m/s隧道長(zhǎng)度:3900m隧道縱坡:1.1%平均海拔高度:1352.56m,(入口:1331.13m,出口:1374.03m)通風(fēng)斷面積:Ar=59.155m2隧道斷面當(dāng)量直徑:Dr=7.871m(計(jì)算方法為Dr=4Ar斷面凈空周長(zhǎng))設(shè)計(jì)氣溫:T=297k(22)設(shè)計(jì)氣壓:p=85.425kpa空氣參數(shù):容重=11.77KNm3 ,密度0=1.20kgm3,運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)v=1.5210-5m2/s二、交通量預(yù)測(cè)及組成(交通量預(yù)測(cè)10年)大型車輛:280輛柴油車小型車輛:18
2、50輛汽油車大型車比例:r=13.15%上下行比例:1:1設(shè)計(jì)交通量:N=280218502410 輛/h三、需風(fēng)量計(jì)算LN=39002410=9.3991062106 m輛/h(使用錯(cuò)誤,查規(guī)范P22 式4.1.1-1雙向交通應(yīng)為6105m*veh/h,單向交通為2106m*veh/h),故需采用機(jī)械式通風(fēng)方式。設(shè)計(jì)CO濃度:非阻滯狀態(tài) 250ppm,阻滯狀態(tài):300ppm(使用錯(cuò)誤。查規(guī)范P34 交通阻滯時(shí),CO設(shè)計(jì)濃度CO=150cm3m3 ,正常交通時(shí),CO=100cm3m3)設(shè)計(jì)煙霧濃度:K=0.0075m-1(使用錯(cuò)誤,查P31 表5.2.1-1使用鈉光源時(shí),k=0.0070m-1
3、)四、計(jì)算CO排放量計(jì)算公式QCO=13.6106qCOfafhfdfivLm=1n(Nfm)式中qCO=0.01m3/輛km(新規(guī)定,P42,6.3.1正常交通CO基準(zhǔn)排放量0.007m3/(veh*km),交通阻滯0.015m3/(veh*km)),fa=1.1, fh=1.52,各種車型的fm=1.0,fiv和 fd根據(jù)相應(yīng)的工況車速查表確定(P43)1. 工況車速V=60km/h 時(shí),fiv=1.0,fd=1.0QCO=13.61060.011.11.521.01.039002801+18501=0.0386m/s32. 工況車速V=40km/h 時(shí),fiv=1.0,fd=1.5QCO
4、=13.61060.011.11.521.01.539002801+18501=0.0579m/s33. 工況車速V=20km/h 時(shí),上坡 fiv=1.0,下坡fiv=0.8 fd=3.0QCO=13.61060.011.11.523.039001.012280+1850+0.812(280+1850)=0.1042m/s34. 交通阻滯時(shí)V=10km/h 時(shí),fiv=0.8,fd=6.0,L=1000QCO=13.61060.011.11.520.86.010002801+18501=0.0475m/s3五、按稀釋CO計(jì)算需風(fēng)量(P43)計(jì)算公式QreqCO=QCOp0pTT0106其中p
5、0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,取101.325kpa P為隧址設(shè)計(jì)氣壓,p=p0exp(-h29.28T) kpa T0為標(biāo)準(zhǔn)氣溫273k T為隧道設(shè)計(jì)夏季氣溫295k1. 非交通阻滯狀態(tài)時(shí),CO設(shè)計(jì)濃度=250ppm(查規(guī)范P34 交通阻滯時(shí),CO設(shè)計(jì)濃度CO=150cm3m3 ,正常交通時(shí),CO=100cm3m3),v=20km/h 時(shí),CO排放量最大,QCO=0.1042m3/s此時(shí)需風(fēng)量為 QreqCO=0.1042250101.32585.425295273106=534.218m3/s2. 交通阻滯狀態(tài)時(shí),CO設(shè)計(jì)濃度=300ppm時(shí),QCO=0.0475m3/s此時(shí)需風(fēng)量為 QreqCO=0.
6、0475300101.32585.425295273106=202.937m3/s比較之后,CO在v=20km/h時(shí),稀釋的需風(fēng)量為534.218m3/s六、計(jì)算煙霧排放量計(jì)算公式Qv1=13.6106qv1fav1fhv1fdfivv1Lm=1nD(Nmfm(v1)式中隧道煙塵排放量QVI,單位m2/s,qv1=2.5m3/輛km(P39 6.2.1粉塵基準(zhǔn)排放量取2.0m2/(veh*km)),煙塵車況系數(shù)(P40)fav1=1.2,煙塵海拔高度系數(shù) fhv1=1.28, 柴油車車型系數(shù)fm(v1)=1.5, Nm=280輛,煙塵縱坡-車速系數(shù)fiv(v1)和車密度系數(shù) fd根據(jù)相應(yīng)的工況
7、車速查表(P40表6.2.2-2)確定(P39 6.1.4確定需風(fēng)量,按照設(shè)計(jì)速度以下各工況車速10km/h為一檔分別計(jì)算)1.工況車速V=60km/h 時(shí),fd=1.0,上坡fiv(v1)=1.6,下坡fiv(v1)=0.71QCO=13.61062.51.21.281.01.6+0.7139001.5280=2.018m2/s2.工況車速V=40km/h 時(shí),fd=1.5,上坡fiv(v1)=1.17,下坡fiv(v1)=0.67QCO=13.61062.51.21.281.51.17+0.6739001.5280=2.411m2/s3.工況車速V=20km/h 時(shí),fd=3.0,上坡fi
8、v(v1)=0.75,下坡fiv(v1)=0.48QCO=13.61062.51.21.283.00.75+0.4839001.5280=3.224m2/s4.交通阻滯(V=10km/h) 時(shí),fd=6.0,上坡fiv(v1)=0.75,下坡fiv(v1)=0.48QCO=13.61062.51.21.286.00.75+0.4839001.5280=1.653m2/s七、按稀釋煙霧計(jì)算需風(fēng)量計(jì)算公式Qreq(v1)=Qv1K工況車速V=20km/h 時(shí),煙霧排放量最大Qv1=3.224m3/s按照稀釋煙霧計(jì)算的煙霧量Qreq(v1)=Qv1K=3.2240.0075=429.867m3/s八
9、、稀釋空氣中異味需風(fēng)量(P46)根據(jù)隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范(隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則)中規(guī)定:“隧道內(nèi)不間斷換氣頻率,不少于每小時(shí)5次”(新規(guī)定。查P36 5.4.1隧道空間最小換氣頻率不應(yīng)低于每小時(shí)3次,采用縱向通風(fēng)隧道,隧道換氣風(fēng)速不小于1.5m/s)。得到Qreg=nLAr3600=5390059.1553600=320.423m3/s n隧道最小換氣頻率取3九、火災(zāi)排煙(P104)1、 采用縱向排煙的公路隧道,火災(zāi)排煙需風(fēng)量Qreq(f)=ArVcVc隧道火災(zāi)臨界風(fēng)速m/s,(P105)Qreq(f)=ArVc=59.1552.5=147.8875m3s綜合比較以上三種需風(fēng)量,以V=20km/h
10、的工況速度下稀釋CO的需風(fēng)量最大,因此設(shè)計(jì)需風(fēng)量為Qreg=534.218 m3/s若采用射流風(fēng)機(jī)縱向式通風(fēng)方式,隧道內(nèi)風(fēng)速Vr=QregA=534.21859.155=9.03ms 。不符合隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范中“雙向交通隧道內(nèi)風(fēng)速不大于8m/s”(P27 4.2.1單向交通隧道設(shè)計(jì)風(fēng)速不宜大于10.0m/s,雙向交通隧道不大于8m/s)的規(guī)定,因此決定采用豎井集中排風(fēng)式縱向通風(fēng)方式。設(shè)計(jì)風(fēng)壓計(jì)算一、 設(shè)計(jì)參數(shù)假設(shè)風(fēng)的風(fēng)向?yàn)閺淖蟮接?,自然風(fēng)風(fēng)速Vn=2.5ms豎井尺寸:直徑5.0m通風(fēng)面積:19.625m2高度:217.5m常用阻力系數(shù)(P48)二、 豎井左側(cè)風(fēng)壓計(jì)算(左側(cè)區(qū)段隧道長(zhǎng)度L1=
11、1950m)P50左側(cè)區(qū)段需風(fēng)量Qrl=534.21819503900=267.109m3/s左側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)風(fēng)速 Vrl=QrlArl=267.10959.155=4.52ms通風(fēng)阻抗力Prl=1+e+rL1Dr2vr2=0.6+0.0219507.8714.5222=68.093Pa自然風(fēng)阻力Pml=1+e+rL1Dr2Vn2=1+0.5+0.0219507.8711.2222=15.73PaPml隧道內(nèi)自然風(fēng)阻力,單位是N/m2,e=0.5隧道入口局部阻力系數(shù),r=0.02隧道壁面摩擦力系數(shù),Dr=4ArCr隧道段面當(dāng)量直徑(m),Vn=2m/s自然風(fēng)引起的隧道內(nèi)風(fēng)速(P49)自然風(fēng)的風(fēng)向
12、決定了是否為動(dòng)力風(fēng),因此自然風(fēng)阻力為矢量值有+-,符號(hào)表示風(fēng)力的方向。上下行比例1:1,交通風(fēng)壓力公式為 Pt1=-AmAr24n+vvrl式中汽車等效阻抗力面積Am=1-r1Acscs+r1AC1c1 ,r1=13.15% ,小型車正面投影面積Acs=2.13m2,cs=0.5 ,大型車正面投影面積AC1=5.37m2 ,c1=1.0 。 Am=1-0.13152.130.5+0.013155.371.0=1.771m2V=20km/h=5.56m/s 時(shí),n+=L1NV12=195024102000m/h2=118輛,交通風(fēng)壓力為Pt1=-1.77159.15511.2241185.564
13、.52=-1601.383Pa因此,左側(cè)區(qū)段豎井底部壓力為P01=Pr1-Pm1-Pt1=3.333Vr12+354.288Vr1-24.581=68.093-24.581-1601.383=1644.895Pa豎井右側(cè)風(fēng)壓計(jì)算(右側(cè)區(qū)段隧道長(zhǎng)度L2=1950m)因?yàn)長(zhǎng)2=L1=1950m因此右側(cè)區(qū)段需風(fēng)量Qr2=Qrl=267.109m3/s右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)風(fēng)速Vr2=Vrl=4.52ms右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)通風(fēng)抗阻力Pr2=Prl=68.093Pa右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)交通風(fēng)壓力Pt2=Pt1=-1601.383Pa右側(cè)區(qū)段隧道內(nèi)自然風(fēng)阻力自然風(fēng)阻力Pm2=Pml=-24.581Pa因此,右側(cè)區(qū)段豎井底部
14、壓力為P02=Pr2-Pm2-Pt2=3.333Vr22+354.288Vr2+24.581=68.093-24.581-1601.383=1694.057Pa三、 豎井吸出風(fēng)量為保證所需通風(fēng)量,豎井底壓力需取左右兩側(cè)區(qū)段中絕對(duì)值較大者。因此取P0=P02=1694.057Pa,左側(cè)風(fēng)速按照P0=1694.057Pa ,計(jì)算3.333Vr12+354.288Vr1-24.581=1694.05,得Vr1=4.648m/s豎井通風(fēng)量QS=Arvr1+vr2=59.1554.648+4.52=542.333m3s豎井內(nèi)風(fēng)速Vs=QSAS=542.33319.625=27.635m/s四、 豎井集中排風(fēng)式通風(fēng)所需風(fēng)壓P=(P0+Ps)1.1其中豎井底部壓力P0=1694.057Pa豎井損失壓力Ps=1+s+sLD2vS=1+0.31+0.022217.551.2227.635=1038.776Pa因此,通風(fēng)所需風(fēng)壓值為P=(P0+Ps)1.1=1694.057+1038.7761.1=3006.116Pa選擇軸功率為20000KW(取大了)的風(fēng)機(jī)作為風(fēng)道內(nèi)抽風(fēng)機(jī)。(抽風(fēng)機(jī)的選擇)射流風(fēng)機(jī):同一斷面布置1-2臺(tái)軸流風(fēng)機(jī):全壓輸出功率的計(jì)
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