Потребный объем вентиляции по CО
Требуемый объем вентиляции в м3/сек на 1 км тоннеля можно представить в виде простой зависимости: Единые нормы допустимой концентрации CO в автодорожных тоннелях должны учитывать зависимость допустимой концентрации от продолжительности пребывания в тоннеле, колебаний в интенсивности движения и высоты расположения тоннеля над уровнем моря. Как показывают исследования, фактор F воздействия CO проявляется не только в зависимости от концентрации газа, но также от продолжительности пребывания в зараженной CO атмосфере, В то же время многочисленные исследования показывают, что для длительного пребывания допустима концентрация 0,11—0,20 мг/л (0,09—0,16‰). Расчетную максимальную интенсивность движения можно наблюдать лишь в короткие промежутки времени, обычно в течение часа, когда следует прекращать ремонтные работы; в случае же остановки движения двигатели должны быть включены. Тогда продолжительность пребывания будет: для лиц, находящихся в автомобилях, движущихся с максимальной скоростью 15 км/ч, для пешеходов и персонала надзора (с учетом того, что в длинных тоннелях в местах постоянного пребывания персонала внутри тоннеля должен быть обеспечен дополнительный приток свежего воздуха) — T = Lt/3. При обычном (среднесуточном) движении нормы допустимой концентрации должны гарантировать полную безопасность длительного пребывания в тоннеле обслуживающего персонала, а также возможность тяжелых ремонтных работ продолжительностью до 0,6 ч (без перерыва нормального движения). С увеличением высоты расположения тоннеля, как показали исследования, человеческий организм становится более чувствительным к CO, так как в результате изменения давления (объемного веса воздуха) падает процент насыщения крови кислородом. Зависимость для допустимой концентрации Dн на высоте H над уровнем моря может быть представлена в следующем виде: Количество CO, выделяемое автомобилями в тоннеле, зависит от ряда факторов, среди них важнейшие: 1) расчетная интенсивность движения автомобилей в тоннеле (N автомобилей в час); 2) скорость движения автомобиля в колонне (vк, км/ч); 3) количество топлива, расходуемого автомобилем (qc, г/сек); 4) содержание окиси углерода в выхлопных газах. Последние два фактора зависят от профиля пути, что указывает на необходимость дифференцированной по объему вентиляции с рассредоточенным притоком и вытяжкой для участков с различными уклонами. Расчет вентиляции следует вести на автомобили с карбюраторными двигателями внутреннего сгорания, продолжающими оставаться наиболее распространенным типом двигателей и дающими наибольшее содержание CO в выхлопных газах. Расход топлива для каждого расчетного типа автомобилей на рассматриваемом участке тоннеля с однообразным уклоном можно определить по экономическим характеристикам автомобиля. Более точные результаты даст подробный расчет. К секундному расходу топлива можно перейти, пользуясь зависимостью С увеличением высоты расположения тоннеля над уровнем моря расход тоже несколько увеличивается и может быть принят: Содержание CO в выхлопных газах зависит от полноты сгорания топлива, т. е. от состава рабочей смеси, которая характеризуется коэффициентом избытка воздуха α. При обычном нормальном режиме равно 0,95—0,85; при работе двигателя на холостом ходу обычно используют богатую смесь (α = 0,8). Для определения весового количества CO (в кг) в выхлопных газах можно воспользоваться формулой Подставив указанные выше средние данные для топлива, находим: На результат газовой реакции оказывает влияние высота расположения тоннеля над уровнем моря. Исходное соотношение: Пользуясь шкалой изменения у для воздуха в зависимости от Н, можно установить приближенную зависимость Тогда для любого расположения тоннеля: После некоторых упрощений нетрудно установить, что количество вредного газа bi (в граммах), выделяемое автомобилем данного типа при движении на участке с однообразным уклоном, составляет в секунду: Так как количество CO зависит от vк, то при расчете вентиляции следует рассматривать несколько возможных вариантов движения по скорости. Общее расчетное количество вредных газов на 1 км длины тоннеля для участка с однообразным продольным профилем можно определить, если известны расчетное число автомобилей (N автомобилей в час), доля в нем автомобилей, движущихся в противоположных направлениях (A1N и A2N), и состав расчетного потока движения, т. е. доля mi машин каждого расчетного типа. При этом должны быть соблюдены условия: Тогда, зная число автомобилей N/vg одновременно находящихся на участке длиной 1 км, находим выражение для количества CO (в г/сек), выделяемого на этом участке, При движении всех автомобилей в одном направлении формула соответственно упрощается: Величины A1Σmibiц + А2Σmibic и Σmibi выражают среднее количество CO (в г/сек), выделяемое в тоннеле одним автомобилем, которое обозначим через р. Тогда Величину N, а также коэффициенты A1 и A2 следует назначать, исходя из ближайшей перспективы, так как по истечении амортизационного срока вентиляторы могут быть заменены агрегатами с большей производительностью, а также с учетом процесса роста экономичности автомобилей и совершенствования их конструкции. |