通风计算算例

通风计算1基本资料1.公路等级：一级公路2.车道数、交通条件：2车道、单向3.设计行车速度：ur=80km/h4.隧道长度：1340m；隧道纵坡：1.5%5.平均海拔高度：1240m；隧道气压：101.325－10×1.24=88.9256.通风断面面积：62.982m,周长为30.9m7.洞内平均温度：12℃，285K2通风方式根据设计任务书中的交通量预测，近期（2013年）年平均日交通量为7465辆/每日，远期（2030年）10963辆/每日，隧道为单洞单向交通，设计小时交通量按年平均日交通量的10％计算，故近期设计高峰小时交通量为747辆/h，远期为1096辆/h。根据设计任务书所给的车辆组成和汽柴比，将其换算成实际交通量，小客车：20%,大客车：27.2%，小货车：7.8%，中货车：20.6%，大货车：20.1%，拖挂车：4.3%，汽柴比：小客车、小货车全为汽油车；中货0.39：0.61；大客0.37：0.63；大货、拖挂全为柴油车，结果如表6.1所示表6.1车辆组成及汽柴比近期远期汽油比柴油比汽油比柴油比小客车14902190大客车75127110188小货车580850中货车609388138大货车01500220拖挂车032048可按下列方法初步判定是否设置机械通风。由于本隧道为单向交通隧道，则可用公式（6.1）L*N≤2×105式（1）式中：L——隧道长度（m）；N——设计交通量（辆/h）。其中L、N为设计资料给定，取值远期为N=1096辆/h，L=1340m由上式，得1340×1096=1.46×1062×105以上只是隧道是否需要机械通风的经验公式，只能作为初步判定，是否设置风机还应考虑公路等级、隧道断面、长度、纵坡、交通条件及自然条件进行综合分析，由初步设计可知知本设计需要机械通风。3需风量计算CO设计浓度可按《公路隧道通风照明设计规范》查表按中插值法的再加上50ppm。设计隧道长度为1340m，查表知ppm=ppm（）292。交通阻滞时取=300ppm。烟雾设计应按规范查表，设计车速为80km/h，k（m2）=0.0070m-1。同时，根据规范规定，在确定需风量时，应对计算行车速度以下各工况车速按20km/h为一档分别进行计算，并考虑交通阻滞时的状态（平均车速为10km/h），鹊起较大者为设计需风量。CO：nmmm-1f=（N）219×1.0+110×7+85×2.5+88×5+188+138+220+48=2235.5烟雾：nmmm-1f=（N）188×1.5+138×1.0+220×1.5+48×1.5=8223.1CO排放量计算CO排放量应按式（6.2）计算611()3.610nCOcoadhivmmmQqffffLNf式（2）式中：COQ——隧道全长CO排放量（m3/s）；coq——CO基准排放量（m3/辆·km），可取为0.01m3/辆·km；af——考虑CO车况系数查表取1.0；df——车密度系数，查表取0.75；hf——考虑CO的海拔高度系数，海拔高度取1240m查表取1.52；mf——考虑CO的车型系数，查表；ivf——考虑CO的纵坡—车速系数，查表取1.0；n——车型类别数；mN——相应车型的设计交通量（辆/h）查表。稀释CO的需风量应按式（6.3）计算60()0PT10PTCOreqcoQQ式（3）式中：()reqcoQ——隧道全长稀释CO的需风量（m3/s）；表6.2稀释CO的需风量计算参数80km/h60km/h40km/h20km/h10km/hcoq0.010.010.010.010.01af1.01.01.01.01.0df0.751.01.53.06.0hf1.521.521.521.521.52ivf1.01.01.01.00.8mmf（N）2235.52235.52235.52235.52235.5coQ0.0099490.012650.018970.037940.02265阻塞0.03806reqcoQ（）40.529551.532677.2786154.5573164.85550P——标准大气压（KN/m2）取101.325KN/m2；——CO设计浓度，经前面计算为292ppm；P——隧道设计气压（KN/m2），取88.925KN/m2；0T——标准气压（K）取273K；T——隧道夏季的设计气温（K）取285K；根据表6.2可知，由于交通阻滞状态下的需风量大于正常运营时需风量所以通风设计只须满足正常运营即可。由上述计算结果得出：对于需风量为164.8555m3/s。3.2稀释烟雾浓度的需风量计算根据《JTJ026[1].1-1999公路隧道通风照明设计规范》中关于隧道内的烟雾排放量及需风量的计算公式，行车速度分别按80km/h、60km/h、40km/h、20km/h以及交通阻塞（阻塞路段按车速为10km/h及长度按1km计算，其余路段按40km/h计算）是的工况计算。烟雾排放量应按式[6-4]计算()()()()611()3.610DnVIVIaVIdhVIivVImmVImQqffffLNf式[4]式中：VIQ——隧道全长烟雾排放量；VIq——烟雾基准排放量（m2/辆·km）可取2.5m2/辆·km；()aVIf——考虑烟雾的车况系数，查表取1.0；()hVIf——考虑烟雾的海拔高度系数，查表取1.25；()ivVIf——考虑烟雾的纵坡—车速系数，查表取2.6；()mVIf——考虑烟雾的车型系数，查表；Dn7——柴油车车型类别数，查表。稀释烟雾的需风量应按式（6.5）计算()VIreqVIQQK式（5）式中：()reqVIQ——隧道全长稀释烟雾浓度的需风量（m3/s）；K——烟雾设计浓度（m-1）查表取0.0070m-1。其他计算过程间表6.3表6.3稀释烟雾浓度的需风量计算参数80km/h60km/h40km/h20km/h10km/hviq2.52.52.52.52.5a(vi)f1.01.01.01.01.0iv()fvi2.61.831.280.790.79df0.751.01.53.06.0h()fvi1.251.251.251.251.25mm(vi)f（N）822822822822822viQ1.86451.74971.83582.26613.3822阻塞1.1499()reqviQ266.3571233.2933203.9778251.7889647.44913.3稀释空气中异味的需风量隧道空间不间断换气频率，不宜低于每小时5次；采用纵向式通风的隧道，隧道内换气风速不应低于2.5m/s。55134036001.862.53600LV，取V=2.5msreq=VS=2.5Q62.98=157.45m3/s综上所述，需风量由阻塞需风量决定3647.4491reqmQs。4通风设计计算'r647.4491v10.28m/s12m/s62.984.1通风阻抗力计算通风阻抗力应按式（6.6）计算2(1)2rerrrLpVD式（6）式中：e——隧道入口损失系数，查表取0.6；r——隧道壁面摩阻损失系数，查表取0.02；——空气密度（kg/m3），可取1.2；rD——隧道断面当量直径（m）。隧道断面当量直径按式（6.6）计算：4rrAD隧道断面周长式（7）式中：rA——隧道净空断面面积（m2）为62.98m2；4rrAD隧道断面周长=462.98=30.98.153m故''2(1)2rerrrLpVD=（1+0.6+0.02×1340/8.153）×1.2/2×10.28²=309.88ap4.2自然风阻力2(1)2mernrLpVDn——自然风作用引起的洞内风速（m/s），可取2m/s～3m/s；由上式，得2(1)2mernrLpVD=213401.210.60.022.58.1532=18.3ap4.3交通风力计算交通风力可按式（6.8）计算2()2mttrrApNvvA式（8）式中：tp——交通风阻力（N/m2）；rv——隧道交通风速（m/s）；tv——计算行车速度（m/s）；mA——汽车等效阻抗面积（m2）。汽车等效阻抗面积可由式[6-9]计算1111(1)mcscsccArArA式[9]式中：csA——小型车正面投影面积（m2），可取2.13m2；cs——小型车空气阻力系数，可取0.5；1cA——大型车正面投影面积（m2）可取5.37；1c——大型车空气阻力系数，可取1.0;1r——大型车比例，给定72.2%。1111(1)mcscsccArArA=172.2%2.130.572.2%5.371.0=4.1732m2由[6-10]式计算机械通风量rmtpppp式[10]其计算结果如表6.4表6.4交通风力计算结果表参数mprptppp值ntp远期80km/h18.3309.8818.36104.098224.082327.17260km/h18.3309.8824.4739.687288.49340km/h18.3309.8836.721.008327.17220km/h18.3309.8873.3765.096263.08410km/h18.3309.88146.75328.359-00.1795通风机台数计算及布置1120型射流风机所需台数1120型射流风机每台的升压力为jp，由η=0.85jA=0.98m2jrA=0.9862.98A=0.01556jv=30m/s10.2830rjvv=0.343可得2(1)jjpv=21.2300.0155610.3430.85（）=9.385N/m2则327.17234.99.385jpip台合计需要36台1120型射流风机，按18组布置。