西南交大隧道通风第三次作业——公路隧道运营通风设计计算教学提纲.docx
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西南交大隧道通风第 三次作业——公路隧 道运营通风设计计算《隧道通风与灾害控制》课程作业 3-***公路隧道运营通风设计计算姓名:学号： 竺学院： 土木工程学院专业： 桥梁与隧道工程任课教师：蒋雅君副教授王峰副教授二一五年六月五日1 隧道通风设计基本资料 1..2 隧道需风量计算 1...2.1 该隧道通风需风量计算相关基本资料 1.2.2 隧道中 CO 排放量 2...2.3 稀释CO需风量 5.2.4 稀释烟雾需风量 6..2.5 稀释空气内异味需风量 8..2.6 考虑火灾时的排烟量 8..3 射流风机纵向通风计算 8...3.1 有关参数 8...3.2 自然风阻力 9...3.3 交通风压 9...3.4 通风阻抗力 9...3.5 隧道所需升压 1..03.6 射流机需求量 1..0参考文献 11车辆密度系数fa如表2-2所示公路隧道通风设计1隧道通风设计基本资料道路等级：高速公路，分离式单向双车道（计算单洞）；行车速度：Vt=80 km/h；空气密度：尸1.2 kg/m3;隧道长度、纵坡和平均海拔高度如图 1-1所隧道进口图1-1隧道上行线示意图2隧道需风量计算2.1 该隧道通风需风量计算相关基本资料隧道断面面积：Ar=68.05 m2;隧道当量直径：Dr=8.41 m；设计交通量：15000辆中型车/日（双向），高峰小时交通量按日交通量的 12%计算，上下行交通量不均衡系数1.1。
交通组成：汽油车：小型客车15%,小型货车18%,中型货车24%;柴油车：中型货车24%,大型客车13%,大型货车6%隧道内平均温度：tm=20°C； 拟设计通风方式：纵向通风;火灾时排烟风速：3m/s2.2 隧道中CO排放量隧道中CO的排放量计算公式如式（1）所示:(1)- 1 n 八，，、Qco 6 qco fa fd fh ftv L (N m fm)3.6 106 m 1其中：Qco 一隧道全长排放CO的量，m3/s；qco — 1辆标准车行驶1km所排放的CO的体积，m3/辆次m,可取0.01 m3/辆?km；fa 一考虑CO的车况系数，按表2-1取;fd 一车密度系数，按表2-2取;fh 一考虑CO的海拔高度系数，按图2-1取;fm 一考虑CO的车型系数，按表2-3取;ftv 一考虑CO的纵坡-车速系数，按表2-3取;n 一车型类别数;Nm —相应车型的设计交通量；L 一隧道长度当考虑CO影响时的车况系数fa如表2-1所示表2-1考虑co车况系数fa适用道路等级fa高速公路、一级公路1.0二、三、四级公路1.1-1.2表2-2车密度系数fd车速(km/h)1008070605040302010fa0.60.750.8511.21.5236当考虑CO影响时的车型系数fm如表2-3所示。
表2-3考虑CO的车型系数fm车型柴油车汽油车小客车旅行车、轻客车中型货车大型货车、拖挂车fm1.01.02.55.07.0当考虑CO影响时的纵坡-车速系数ftv如表2-4所示表2-4考虑CO的纵坡-车速系数ftv77—4 一工-1L2 ——ui!2341711.21 1\ 21 21 41 4Id部1 CILDft)1.0t 01.0L2P JJ.2I p1 Ji 0t nED» fl1 01 n(.21.2艇1,0L .01』L0 |1.0kfii.a1.1 -J1金l.UI U IQ1 0L.Oi.aLO却1.0l.DLOr o1 ◎1r a1.01 UJ0m———as一 一 O.S0 90.3I，u1.0U.B0,80 81 0in1.01E□ 80.8q产c.t*d ft当考虑CO影响时的海拔高度系数fh如图2-1所示I并仃L71.61.5< 1.4131.2Ji1.00 1000 20W标—一)图2-1考虑CO的海拔高度系数fh根据表2-1~表2-4以及图2-1,式(1)中各项系数取值如下:(1)取CO的基准排放量qco=0.01 m3/卒两？
一标准气压，k取273 k;T一隧道夏季设计气温不同长度隧道的CO设计浓度如表2-5所示当考虑CO影响时的车况系数fa如表2-5所示表2-5隧道CO设计浓度隧道长度1000m3000m250200根据表2-5,式（2）中各项系数取值如下:(D隧道CO容许浓度3000 -1500 1= 50 200 237.5(ppm) •3000-1000 '(2)设计温度tm=20℃,换算成绝对温度 T=273+20=293K;gh 9.81 990⑶隧道设计气压 p Po e-RT 101325 e-287293 9 0 2 73Pa；(4)稀释CO需风量req(co)119.776m3/s2.3614 10-2 101325 293 106237.590273 2732.4 稀释烟雾需风量隧道中的烟雾排放量计算公式如式(1)所示:QV113.6 106nDfa(V1) ? fd ? fh(V1) ?f tv(V1)?L? (Nm ?加)m 1(3)其中，Qvi ——隧道全长烟雾排放量，m2/sqV1 — 1辆标准车行驶1km所排放的烟雾量，m3/辆?km,可取2.5 m3/辆次mnD -―柴油车车型类别，其余参数同 CO排放量的计算当考虑烟雾影响时的车况系数fa(V1)如表2-6所示。
表2-6考虑烟雾车况系数 fa(V1)适用道路等级fa(V1)高速公路、一级公路1.0二、三、四级公路1.1-1.5当考虑烟雾影响时的纵坡-车速系数ftv(V1)如表2-7所示表2-7考虑烟雾的纵坡-车速系数ftv(V1)4321口13w站D.3 g0.55叽修IT2,6一-———算0.3Q,防用11k83 1-弧0 30 4p.s(1 751.0L婚2 2——50k3ft 40.550.751.Q1.4532-——相0 3U 4_ 0.550.70.85l.lL4s—30 I0.30.4X«企0.9!」1.452.0—■ ■ ・・ 二0.3036口. 4年5口而0.72tM5l,阴__LZ5当考虑烟雾影时的车型系数fm(V1)如表2-8所示表2-8考虑烟雾的车型系数fm(V1)柴油车轻型货车中型货车重型货车、大型客车、拖挂车集装箱车41.01.53-4根据表2-6~表2-8以及图2-2,式(3)中各项系数取值如下:(1)取基准烟雾排放量为qvi =2.5 m3/辆次m(2)考虑烟雾的车况系数为fa(V1)=1.0(3)考虑时速车密度fd =0.75.(4)考虑烟雾海拔高度系数fh(vi)坐~ 990 0.88 1.1772000(5)考虑烟雾的纵坡-车速系数ftv(V1)=0.55 ・(6)烟雾排放量，将式(3)中各系数带入可得：1 ， 、Qvi -72.571.0?0.75 ?1.177?0.55?1500?(238 1 129 1.5 59 1.5)3.6 1060.263m3. s(7)稀释烟雾需风量稀释烟雾需风量计算公式如式(4)所示：Qreq(V1) ^~~ (4)C其中，C——烟雾稀释系数。
表2-9烟雾设af系数CH算n车铺度ima典4() _ - - ■6.S* ID*5i.Oxiy-17.5 K IQ -1-i r9.Dx Ur)Qreq(V1)0.2637 10-337.571 m3 s将以上系数带人式（4）可得需风量:2.5 稀释空气内异味需风量取每小时换气5次，有:Qreq(异)Ar L nt68.05 15003600141.77 m3, s2.6 考虑火灾时的排烟量取火灾排烟风速为Vr 3m/s,得：3 .■Qreq（火）Ar Vr 68.05 3 204.15m /s综上，隧道设计需风量为204.15 m3/s3射流风机纵向通风计算3.1 有关参数洞内自然风引起的洞内风速：vn=2 m/s；大型车混入率：「=19 %;小型车正面投影面积Acs=2.13 m2、空气阻力系数 农=0.5,大型车正面投影面 积Aci=5.37 m2、空气阻力系数 落1=1.0;射流风机选型：900型，出口风速v=25 m/s,位置摩阻损失折减系数于0.85计算行车速度：vt=80 km/s=22.22 m/s3.2 自然风阻力自然风阻力为:_ Lr、 2Pm ( 1 e r ) ~ v nr 41080 1.2 2(1 0.6 0.025 ) ― 22 11.545Pa8.41 2隧。
