Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей



Достоинства продольной вентиляции — сравнительная простота ее выполнения, отсутствие необходимости увеличивать размеры сечения тоннеля и усложнять его конструкцию, а также относительно небольшая ее стоимость. Эта система может требовать и небольших эксплуатационных затрат, когда служит дополнением к продольной естественной тяге в тоннеле.
Однако на продольную вентиляцию влияют движение и естественная тяга; например, небольшое число автомобилей, движущихся навстречу потоку воздуха, может оказаться достаточным, чтобы остановить и даже повернуть его.
Существенным недостатком продольной вентиляции считают недостаточную безопасность в пожарном отношении. В случае возгорания автомобиля в тоннеле возникает необходимость форсировать тягу для удаления выделяющихся CO и дыма, что приводит к их рассеиванию по всему тоннелю, снижает безопасность движения и способствует переброске пламени на другие автомобили. Хотя пожары в автодорожных тоннелях — явление редкое, однако с этим обстоятельством следует считаться. Необходимость удаления всех выделяющихся газов и дыма через тоннель может привести также к повышению их местной концентрации.
Наконец, применение этой системы вентиляции ограничено возможной скоростью движения воздуха в пространстве проезда. Чтобы в тоннеле не ощущался резкий сквозняк, скорость не должна быть более 5 м/сек, и отсюда предельная длина тоннеля:
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

В начальный период строительства автодорожных тоннелей к них обычно применяли широко известные в практике железнодорожных тоннелей схемы вентиляции, например продольную вентиляцию с кольцеобразной нагнетательной камерой (рис. II.1, а). Вентиляторы, забирая свежий воздух снаружи, нагнетают его через воронкообразные щели камеры, расположенные по периметру обделки на одном конце тоннеля. Вдуваемый со значительной скоростью через щели воздух подсасывает также воздух, идущий через портал. Здесь возникает большая скорость воздушного потока, которую приходится увеличивать в зависимости от длины тоннеля, и, кроме того, учитывать необходимость создания напора, способного преодолеть противодействие естественной тяги и влияние встречного движения автомобилей.
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

По перечисленным причинам эта схема распространения в тоннелестроении не получила.
Ее разновидностью будет схема, предусматривающая устройство у обоих порталов аналогичных установок, включаемых по направлению естественной тяги или движения. В случае необходимости они могут работать одновременно: одна — на приток, другая — на вытяжку.
Когда длина тоннеля не позволяет подать требуемый объем воздуха при указанной выше ограниченной скорости последнего на весь тоннель, прибегают к устройству промежуточных шахт (рис. II.1, б и е), одни из которых создают однообразное направление потока воздуха вдоль тоннеля, другие — переменное. В первом решении, особенно когда установки являются реверсивными (т. е. могут попеременно работать и на приток и на вытяжку), допускают использование естественной тяги и влияние движения. Во втором случае приходится повышать мощность установок для преодоления влияния этих факторов.
При одной шахте в середине с однообразным потоком (см. рис. II.1, б) сечение шахт разбивают на два отделения — приточное и вытяжное, снабженные вентиляторами. Воздух можно впускать поодаль от шахты через впускные сопла. В то время как поступающий через них в тоннель свежий воздух проталкивают к одному из порталов, для вентиляции второй половины тоннеля свежий воздух поступает через второй портал за счет происходящей вытяжки.
Возможна вентиляция и при нескольких шахтах (см. рис. II.1, в). Однако в результате подсоса при выпуске свежего воздуха из сопел наблюдается проход мимо шахты части воздуха с предыдущего участка, что приводит к повышенным концентрации вредных газов и скорости воздуха у выходного портала. Для ликвидации этого необходимо увеличивать приток воздуха, а это связано с повышением его скорости. При проходе свежего воздуха с одного участка на другой 30—50% общего его количества загрязняется.
Из этого следует, что уже на третьем-четвертом участке тоннеля придется принудительно перемещать преимущественно испорченный воздух.
По схеме с переменным потоком при одной шахте (приток или вытяжка) поток воздуха направляют в обе стороны от порталов. Неизбежна неравномерность работы обоих участков: на одном из них естественная тяга или движение будут усиливать поток воздуха, на другом — ослаблять. Этот же недостаток сохраняется и при многошахтной схеме.
В необходимых случаях можно заметно уменьшить влияние ветра, если у выходного портала для воздуха устроить ветровое ограждение, которое будет работать по принципу дефлектора: передняя стена и портал образуют щель, в которую дующий выше нее ветер будет увлекать встречный поток воздуха, а также и воздух, выходящий из тоннеля.
Таким образом, продольная система вентиляции может быть целесообразна в ограниченных случаях: в тоннелях длиной до 2 км с интенсивным движением, когда возможно устройство промежуточных шахт, и до 1 км, когда такая возможность отсутствует, а также в коротких тоннелях с интенсивным движением. Наиболее эффективно эту систему можно использовать с применением промежуточных, так называемых, струйных вентиляторов.
Струйные вентиляторы создают напор, придающий воздуху скорость движения vт. Вентиляцию можно рассчитать, допуская, что поток воздуха установившийся, т. е.
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Напор одного вентилятора может быть выражен формулой
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Сила сопротивления свободного тоннеля выражается формулой
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Величину коэффициента сопротивления трения для стен, зависящую от шероховатости стен, длины и гидравлического диаметра тоннеля, определяют по формуле
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Сопротивление автомобиля, зависящее от его формы и размеров площади лобовой поверхности, а также от направления движения относительно воздушного потока, может быть выражено формулой
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Силу сопротивления ветра определяют по формуле
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

После подстановки и преобразования основного уравнения получим
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Из последнего уравнения может быть определено число вентиляторов выбранного типа (при vw = 0):
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Для определения концентрации CO уравнение следует решить относительно vт:
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Максимальную концентрацию CO с учетом влияния ветра определяют для случая остановки автомобилей в тоннеле. При включенных вентиляторах, т. е. при vs = 0 и vF = 0, имеем
Продольная система вентиляции автомобильных тоннелей

Интервалы между струйными вентиляторами по длине тоннеля должны быть такими, чтобы возникающая за вентиляторами воздушная струя могла смешаться с остальным воздухом в тоннеле при скорости движения воздуха у входного отверстия вентилятора, равной средней скорости движения воздуха в тоннеле vт.
Работу струйных вентиляторов регулируют в зависимости от концентрации окиси углерода; в равной степени применяют также приборы, контролирующие видимость в тоннеле. В особых случаях и в тоннелях больших протяжений используются дополнительные установки с приборами, регистрирующими направление ветра у порталов и интенсивность движения автомобилей.
Добавлено Serxio 28-01-2016, 14:07 Просмотров: 2 075
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent