1、 隧道通风计算书一、基本资料公路等级:二级公路车道数及交通条件:双车道,双向交通设计行车速度:V=60km/h=16.67m/s隧道长度:3900m隧道纵坡:1.1%平均海拔高度:1352.56m , (入口:1331.13m,出口:1374.03m)通风断面积:Ar=59.155m 2隧道断面当量直径:Dr=7.871m(计算方法为 )=4断面 净 空周 长设计气温:T=297k(22)设计气压:p=85.425kpa空气参数:容重=11.773 ,密度 0=1.203,运 动 粘滞系数 =1.521052/二、交通量预测及组成(交通量预测 10 年)大型车辆:280 辆柴油车小型车辆:18
2、50 辆汽油车大型车比例:r=13.15%上下行比例:1:1设计交通量:N=280218502410 辆/h三、需风量计算LN=39002410=9.399106210 6 m辆/h(使用错误,查规范 P22 式 4.1.1-1 双向交通应为),故需采6105/, 单 向交通 为 2106/用机械式通风方式。设计 CO 浓度:非阻滞状态 250ppm,阻滞状态:300ppm(使用错误。查规范 P34 交通阻滞时,CO 设计浓度,正常交通时, )=15033 =10033设计烟雾浓度:K=0.0075m -1(使用错误,查 P31 表 5.2.1-1使用钠光源时, )=0.00701四、计算 C
3、O 排放量计算公式 QCO=13.6106=1()式中 /辆 km(新规定,P42,6.3.1 正常交通 CO=0.013基准排放量 0.007 ,交通阻滞3/()), , ,各种车型的0.0153/()=1.1 =1.52, 和 根据相应的工况车速查表确定(P43)=1.0 1. 工况车速 时, ,=60/=1.0=1.0QCO=13.61060.011.11.521.01.03900( 2801+18501) =0.0386/32. 工况车速 时, ,=40/=1.0=1.5QCO=13.61060.011.11.521.01.53900( 2801+18501) =0.0579/33.
4、工况车速 时,上坡 ,下坡 =20/ =1.0 =0.8=3.0QCO=13.61060.011.11.523.039001.012(280+1850)+0.812(280+1850)=0.1042/34. 交通阻滞时 时, , ,=10/ =0.8=6.0=1000QCO=13.61060.011.11.520.86.01000( 2801+18501) =0.0475/3五、按稀释 CO 计算需风量(P43)计算公式 ()=00106其中 为标准大气压,取 101.325kpa0为隧址设计气压, kpa =0(29.28)为标准气温 273k0T 为隧道设计夏季气温 295k1. 非交通阻
5、滞状态时,CO 设计浓度 (查规范 P34 =250交通阻滞时,CO 设计浓度 ,正常交通时,=15033) , 时, CO 排放量最大,=10033 =20/=0.10423/此时需风量为 ()=0.1042250101.32585.425295273106=534.2183/2. 交通阻滞状态时,CO 设计浓度 时,=300=0.04753/此时需风量为 ()=0.0475300101.32585.425295273106=202.9373/比较之后,CO 在 时,稀释的需风量为=20/534.2183/六、计算烟雾排放量计算公式 Qv1=13.61061111=1(1)式中隧道烟尘排放量
6、 /辆, 单 位 2/,1=2.53km( P39 6.2.1 粉尘基准排放量取 2.0 ), 烟尘2/()车况系数(P40) ,烟尘海拔高度系数 1=1.2 1=1.28,柴油车车型系数 , 辆,烟尘纵坡-车速系(1)=1.5 =280数 和车密度系数 根据相应的工况车速查表(P40( 1) 表 6.2.2-2)确定( P39 6.1.4 确定需风量,按照设计速度以下各工况车速 10km/h 为一档分别计算)1.工况车速 时, ,上坡 ,=60/=1.0 ( 1) =1.6下坡 ( 1) =0.71QCO=13.61062.51.21.281.0(1.6+0.71)39001.5280=2.
7、0182/2.工况车速 时, ,上坡=40/ =1.5,下坡( 1) =1.17 ( 1) =0.67QCO=13.61062.51.21.281.5(1.17+0.67)39001.5280=2.4112/3.工况车速 时, ,上坡 ,=20/=3.0 ( 1) =0.75下坡 ( 1) =0.48QCO=13.61062.51.21.283.0(0.75+0.48)39001.5280=3.2242/4.交通阻滞( ) 时, ,上坡=10/ =6.0,下坡( 1) =0.75 ( 1) =0.48QCO=13.61062.51.21.286.0(0.75+0.48)39001.5280=1
8、.6532/七、按稀释烟雾计算需风量计算公式 (1)=1工况车速 时,烟雾排放量最大=20/ 1=3.2243/按照稀释烟雾计算的烟雾量(1)=1=3.2240.0075=429.8673/八、稀释空气中异味需风量(P46)根据隧道通风照明设计规范 (隧道通风设计细则)中规定:“隧道内不间断换气频率,不少于每小时 5 次”(新规定。查 P36 5.4.1 隧道空间最小换气频率不应低于每小时 3 次,采用纵向通风隧道,隧道换气风速不小于 1.5m/s)。得到 n 隧道最=3600=5390059.1553600=320.4233/小换气频率取 3九、火灾排烟(P104)1、 采用纵向排烟的公路隧
9、道,火灾排烟需风量( ) =隧道火灾临界风速 m/s,(P105)( ) =59.1552.5=147.88753综合比较以上三种需风量,以 的工况速度=20/下稀释 CO 的需风量最大,因此设计需风量为 =534.2183/若采用射流风机纵向式通风方式,隧道内风速。不符合隧道通=534.21859.155=9.03风照明设计规范中“双向交通隧道内风速不大于 8m/s”(P27 4.2.1 单向交通隧道设计风速不宜大于 10.0m/s,双向交通隧道不大于 8m/s)的规定,因此决定采用竖井集中排风式纵向通风方式。设计风压计算一、 设计参数假设风的风向为从左到右,自然风风速 =2.5竖井尺寸:直
10、径 5.0m通风面积:19.625 2高度:217.5m常用阻力系数(P48)二、 竖井左侧风压计算(左侧区段隧道长度 )1=1950P50左侧区段需风量 =534.21819503900=267.1093/左侧区段隧道内风速 =267.10959.155=4.52通风阻抗力 =(1+ + 1)22=(0.6+0.0219507.871)4.5222 =68.093自然风阻力 =(1+ + 1)22=(1+0.5+0.0219507.871)1.2222=15.73, =0.5 隧道入口局隧道内自然 风 阻力, 单 位是 /2 部阻力系数, 隧道壁面摩擦力系数, 隧道段 =0.02 =4面当量
11、直径(m) , 自然风引起的隧道内风速(P49 )=2/自然风的风向决定了是否为动力风,因此自然风阻力为矢量值有+-,符号表示风力的方向。上下行比例 1:1,交通风压力公式为1=24+式中汽车等效阻抗力面积, ,=( 11) +111 1=13.15%小型车正面投影面积 , ,大型车正面投=2.132 =0.5影面积 , 。1=5.372 1=1.0=( 10.1315) 2.130.5+0.013155.371.0=1.7712时, =118 辆,=20/=5.56/+=112=195024102000/2交通风压力为1=1.77159.15511.22 41185.564.52=1601.
12、383因此,左侧区段竖井底部压力为 01 =111=3.33312+354.288124.581=68.09324.581(1601.383)=1644.895竖井右侧风压计算(右侧区段隧道长度 )2=1950因为 因此2=1=1950右侧区段需风量 2=267.1093/右侧区段隧道内风速 2=4.52右侧区段隧道内通风抗阻力 2=68.093右侧区段隧道内交通风压力 2=1=1601.383右侧区段隧道内自然风阻力自然风阻力2=24.581因此,右侧区段竖井底部压力为 02 =222=3.33322+354.2882+24.581=68.093( 24.581) ( 1601.383)=1
13、694.057三、 竖井吸出风量为保证所需通风量,竖井底压力需取左右两侧区段中绝对值较大者。因此取 ,左侧风速按0=02=1694.057照 ,计算0=1694.057,得3.33312+354.288124.581=1694.05=4.648m/s1竖井通风量=(1+2)=59.155(4.648+4.52)=542.3333竖井内风速 =542.33319.625=27.635/四、 竖井集中排风式通风所需风压=(0+)1.1其中竖井底部压力 0=1694.057竖井损失压力 =( 1+ ) 2=(1+0.31+0.022217.55)1.2227.635=1038.776因此,通风所需风
14、压值为 =(0+)1.1=( 1694.057+1038.776) 1.1=3006.116选择轴功率为 20000KW(取大了)的风机作为风道内抽风机。 (抽风机的选择)射流风机:同一断面布置 1-2 台轴流风机:全压输出功率的计算 =1000(273+0273+1)10式中 轴 流 风 机全 压输 出功率( )轴 流 风 机的 风 量( 3)轴流风机的设计全压(N/ ) 2标准温度,取 200风机环境温度()1风机环境大气压(N/ )1 2标准大气压(N/ )0 2风机全压输入功率 =其中 为风 机的全 压 效率, 80%轴流风机所需配用电机输入功率 1=1电机效率 90%-95% , 电机容量安全系数,1.05-1.10 1