Изчисляване на обема на вентилационния въздух и избор на оборудване при строителството на тунели (3)

Въздушното съпротивление на тунелния вентилационен канал теоретично включва съпротивлението на въздуха при триене, въздушното съпротивление на фугата, въздушното съпротивление на коляното на вентилационния канал, съпротивлението на въздуха на изхода на тунелния вентилационен канал (вентилация с натиск) или съпротивлението на въздуха на входа на тунелния вентилационен канал (смукателна вентилация) и според различните вентилационни методи има съответните тромави формули за изчисление.Въпреки това, в практическите приложения съпротивлението на вятъра на тунелния вентилационен канал не е свързано само с горните фактори, но също така е тясно свързано с качеството на управление, като окачване, поддръжка и налягане на вятъра на тунелния вентилационен канал.Следователно е трудно да се използва съответната формула за изчисление за точно изчисление.Според измереното средно съпротивление на вятър от 100 метра (включително местно съпротивление на вятър) като данни за измерване на качеството на управление и дизайна на тунелния вентилационен канал.Средната устойчивост на вятър от 100 метра е дадена от производителя в описанието на фабричните параметри на продукта.Следователно формулата за изчисляване на устойчивостта на вятър на тунелния вентилационен канал:

Където:

R — Устойчивост на вятър на тунелен вентилационен канал,Ns²/m⁸

R₁₀₀— Средното съпротивление на вятър на тунелния вентилационен канал 100 метра, съпротивление на вятър на 100 m за кратко,Ns²/m⁸

L — Дължина на въздуховода, m, L/100 представлява коефициентът наR₁₀₀.

3.1.2 Изтичане на въздух от тръбопровода

При нормални обстоятелства изтичането на въздух от метални и пластмасови вентилационни канали с минимална въздухопропускливост се появява главно в фугата.Докато третирането на ставата е укрепено, изтичането на въздух е по-малко и може да се игнорира.PE вентилационните канали имат изтичане на въздух не само в ставите, но и по стените на канала и отворите по цялата дължина, така че изтичането на въздух от тунелните вентилационни канали е непрекъснато и неравномерно.Изтичането на въздух причинява обема на въздухаQ_fв края на връзката на вентилационния канал и вентилатора да се различава от обема на въздухаQблизо до края на изхода на вентилационния канал (тоест обемът въздух, необходим в тунела).Следователно като въздушен обем трябва да се използва средната геометрична стойност на въздушния обем в началото и в краяQ_aпреминавайки през вентилационния канал, след което:

                                                                                                      (6)

Очевидно разликата между Q_fи Q е тунелният вентилационен канал и изтичането на въздухQ_L.кое е:

Q_Lе свързано с вида на тунелния вентилационен канал, броя на съединенията, метода и качеството на управление, както и диаметъра на тунелния вентилационен канал, налягането на вятъра и т.н., но основно е тясно свързано с поддръжката и управлението на вентилационния канал на тунела.Има три индексни параметъра, които отразяват степента на изтичане на въздух от вентилационния канал:

а.Изтичане на въздух от тунелен вентилационен каналLe: Процентът на изтичане на въздух от тунелния вентилационен канал към работния въздушен обем на вентилатора, а именно:

Въпреки че Лeможе да отразява изтичането на въздух от определен тунелен вентилационен канал, не може да се използва като индекс за сравнение.Следователно скоростта на изтичане на въздух на 100 метраLe₁₀₀обикновено се използва за изразяване на:

Скоростта на изтичане на въздух от 100 метра на тунелния вентилационен канал е дадена от производителя на канала в описанието на параметрите на фабричния продукт.Обикновено се изисква скоростта на изтичане на въздух от 100 метра на гъвкавия вентилационен канал да отговаря на изискванията на следната таблица (вижте Таблица 2).

Вентилационно разстояние (m)	<200	200-500	500-1000	1000-2000	>2000
Le100(%)	<15	<10	<3	<2	<1,5

b.Ефективният въздушен обемE_fна тунелния вентилационен канал: т.е. процентното съотношение на тунелния вентилационен обем на тунелната страна към работния въздушен обем на вентилатора.

От уравнение (9):Q_f=100Q/(100-L•Le₁₀₀) (11)

Заместете уравнение (11) в уравнение (10), за да получите:E_f=[(100-L•Le₁₀₀)] x100%

° С.Резервен коефициент на изтичане на въздух на тунелен вентилационен каналΦ: Това е реципрочна стойност на ефективния въздушен обем на тунелния вентилационен канал.

3.1.3 Диаметър на тунелен вентилационен канал

Изборът на диаметъра на тунелния вентилационен канал зависи от фактори като обема на подавания въздух, разстоянието на подаване на въздух и размера на тунелната секция.В практическите приложения стандартният диаметър се избира най-вече според ситуацията на съвпадение с диаметъра на изхода на вентилатора.С непрекъснатото развитие на технологията за строителство на тунели, все повече и повече дълги тунели се изкопават с цели секции.Използването на канали с голям диаметър за строителна вентилация може значително да опрости процеса на изграждане на тунела, което е благоприятно за насърчаване и използване на изкопни работи с пълен участък, улеснява еднократното образуване на дупки, спестява много работна ръка и материали и значително опростява управление на вентилацията, което е решението за дълги тунели.Тунелните вентилационни канали с голям диаметър са основният начин за решаване на вентилацията на дългите тунелни конструкции.

3.2 Определете работните параметри на необходимия вентилатор

3.2.1 Определете работния въздушен обем на вентилатораQ_f

3.2.2 Определете работното въздушно налягане на вентилатораh_f

3.3 Избор на оборудване

Изборът на вентилационно оборудване трябва първо да вземе предвид режима на вентилация и да отговаря на изискванията на използвания режим на вентилация.В същото време при избора на оборудване е необходимо също така да се има предвид, че необходимият обем въздух в тунела съответства на параметрите на ефективността на изчислените по-горе тунелни вентилационни канали и вентилатори, така че да се гарантира, че вентилационните машини и оборудване постигат максимална работна ефективност и намаляване на загубата на енергия.

3.3.1 Избор на вентилатор

а.При избора на вентилатори, вентилаторите с аксиален поток са широко използвани поради малкия си размер, леко тегло, нисък шум, лесен монтаж и висока ефективност.

b.Работният въздушен обем на вентилатора трябва да отговаря на изискванията наQ_f.

° С.Работното въздушно налягане на вентилатора трябва да отговаря на изискванията наh_f, но не трябва да е по-голямо от допустимото работно налягане на вентилатора (заводските параметри на вентилатора).

3.3.2 Избор на тунелен вентилационен канал

а.Каналите, използвани за вентилация на тунелни изкопи, се разделят на безрамкови гъвкави вентилационни канали, гъвкави вентилационни канали с твърди скелети и твърди вентилационни канали.Гъвкавият вентилационен канал без рамка е лек, лесен за съхранение, боравене, свързване и окачване и има ниска цена, но е подходящ само за вентилация с натиск;При смукателната вентилация могат да се използват само гъвкави и твърди вентилационни канали с твърд скелет.Поради високата си цена, голямото тегло, не е лесно за съхранение, транспорт и монтаж, използването на натиск в прохода е по-малко.

b.При избора на вентилационен канал се взема предвид диаметърът на вентилационния канал да съответства на изходящия диаметър на вентилатора.

° С.Когато другите условия не са много по-различни, лесно е да изберете вентилатор с ниско съпротивление на вятър и ниска скорост на изтичане на въздух от 100 метра.

Следва продължение......