带上盖开发隧道通风流场特性及射流风机偏转角度研究

带上盖开发的隧道结构复杂,通风流场紊乱,隧道运营通风能力难以得到保障。揭示这类隧道的通风流场特性,优化隧道风机布置参数具有重要意义。以广州市某珠江过江隧道工程为背景,利用数值模拟方法,探究不同风机偏转台数、偏转角度工况下隧道通风流场特性、风机升压能力。结果表明:带上盖开发隧道风机安装位置受限、复杂结构通风阻力大,导致隧道通风流场分布不均,风机升压能力较差,风机难以提供可靠的运营通风能力;带上盖开发隧道设置3台吊顶式风机时,通过合理的设置风机偏转台数和风机偏转角度,能够稳定隧道通风流场,提高平均风速,优化隧道内通风效果;当3台吊顶式风机全部偏转布置或风机偏转角度大于5°时,虽能增大未安装风机一侧的通风风速,但会导致射流分布不均,安装风机一侧风速降低,过多射流偏转也将携带更多动能撞击隧道壁面,导致射流遭受的能量损失增大,不利于隧道通风流场的稳定;采用2台吊顶式风机偏转2°~5°布置时,此时隧道内流场分布均匀,射流风机升压系数为0.7~0.8,隧道内风机射流阻力损失约28~29 Pa,可提升风机升压力,减小风机射流阻力损失,利于带上盖开发的隧道运营通风。研究结果可为优化带上盖开发隧道射流风机布置方式和保障运营通风效果提供参考。

综合管廊电缆舱基于射流风机的局部通风方法研究

地下综合管廊长建设里程需求,廊内增设防火门使其电缆舱内的通风散热问题变得十分严峻.长度越长,管廊温度会逐渐升高,防火门增加会在管廊角落等狭小空间形成高温聚集区,均会阻碍管廊散热.采用局部通风的手段,目的是以较小的风量排除温度异常点,降低管廊全局通风换气量.运用数值模拟结合实验验证的手段对常规电缆舱与局部通风电缆舱在不同边界条件下进行比较,分析了局部通风策略的降温规律.结果表明:在同一总风量比例下增加换气次数可以强化风机控制区域的换热效果,且由于管廊总风量会与风机局部风量相互影响,一味增加总风量比例并不能明显改善管廊内温度分布.利用局部通风方法,电缆舱内降温幅度进一步增大,在局部区域会比常规电缆舱温度低2.58℃.局部通风方法能以较小的风量冷量达到与常规工况相似的降温效果,具备一定的节能优势.

铁路分岔隧道典型火灾条件下射流风机选型计算研究

该研究提出针对铁路列车火灾在分岔隧道段的排烟分区划分方法,并进行相应的风机匹配计算。通过PyroSim软件进行数值模拟,对火灾在分岔位置上下游的不同位置进行相应的烟气通风控制,验证排烟分区划分方法的可行性。研究结果对于复杂铁路分岔隧道部位通风排烟系统的设计具有实际的参考价值。

云南某公路隧道需风量预测及其射流风机设置研究

为了实现长大隧道通风设计优化,以云南某公路隧道为对象,通过近期及远期交通量预测结果计算隧道运营过程中有害气体排放量,得到稀释有害气体及换气的最大需风量;建立隧道内气流稳定后的压力平衡方程,根据其近期及远期最大需风量,得到所需设置的射流风机数量及布置形式,并分析自然风速对射流风机设置的影响。结果可在满足隧道安全运营条件下,达到节能减排的目的。

病害严重隧道补充安装射流风机方案研究

某隧道运营期间因结构病害拆除原风机后需补充安装一组新风机,对原风机位置衬砌病害进行了调查和原因分析,结合各衬砌结构病害情况对补充安装风机的位置进行了比选,通过粘贴钢板加固衬砌结合锚杆悬挂预埋件的方式解决了新位置安装风机的需求,通过相关验算验证了方案的可行性。

高速列车活塞风对隧道内射流风机的影响

随着地铁列车提速,活塞风随之增大,其对安装在隧道内的射流风机有一定的影响。地铁的隧道和车站都是狭长的地下建筑,除车站的出入口和通风风井与大气相通外,地铁隧道和车站的其他部分基本与大气隔绝。以成都17号线地铁为列,计算列车提速到140km/h时,形成的活塞风风速大小和活塞风压大小,分析隧道活塞风对射流风机运行性能、安装结构强度的影响。

盖下列检库射流风机与机械排烟系统协同排烟效果分析

应用FDS软件对某典型上盖开发式动车车辆段的盖下列检库射流风机与机械排烟系统协同排烟效果进行了模拟研究。通过分析火灾时烟气扩散速度、烟气层分布特征、一氧化碳浓度分布以及排烟效率等指标,对射流风机协同机械排烟和单独机械排烟的排烟效果进行对比研究。研究表明:射流风机协同机械排烟可有效减慢烟气的扩散速度,并且可降低库内大部分区域的烟层厚度,增加排烟口处的局部烟层厚度,以提高机械排烟系统的排烟效率。与单独的机械排烟工况中排烟效率相比,射流风机协同排烟将最不利排烟效率从33.1%提升至53.9%,最佳排烟效率从44.3%提升至55.1%。且在射流风机协同排烟工况中,对于库内一氧化碳的沉降控制和排烟效率,开启两组射流风机且距火源近端的风机组与相近排烟支管距离为风机的有效射程时效果最佳,且随火源远端风机组的向下倾斜射流角度逐渐增大至与水平面呈45°夹角,一氧化碳的沉降控制效果和排烟效率都提升。

公路隧道射流风机布置参数研究综述

纵向通风是公路隧道主要的通风方式。射流风机的布置参数直接影响公路隧道的通风效率。本文从通风射流发展特性和通风质量评价出发,调研了射流风机组纵向布置参数、横断面布置参数和曲线隧道风机安装重要参数的相关研究成果,主要包括:纵向控制间距、横向间距、安装高度、射流角度及曲线隧道中风机偏转和偏移角度的研究。总结了风机安装参数对隧道通风效果的影响规律,并对风机安装参数的研究方向进行了展望,为公路隧道射流风机布置研究提供参考。

城市中长距离沉管隧道风机开启策略及污染物分布规律研究

城市内中长距离沉管隧道工程由于受到地质地貌条件的限制,可能存在W型复合坡度且中间不设置风塔的结构特点。针对城市内不设风塔的沉管隧道,其运营风机开启策略及污染物分布规律有待进一步研究。采用数值模拟,主要考虑隧道不同区段的阻滞(入口段、中间段、出口段及全线阻滞)和不同风机的开启数量(3、5、6、7组),来研究隧道内污染物分布规律。研究结果显示:1)随着风机开启台数的增多,隧道内顶部流速增大;2)在阻滞时,阻滞段对风机射流发展段的流场分布影响较为显著,增加隧道风机开启台数对阻滞段污染物体积分数的影响较小,主要影响非阻滞段的污染物体积分数;3)在隧道中心变坡点放置风机对隧道内流场分布以及稀释CO污染物的作用有限,原因是射流在坡度变化的影响下提早撞击隧道壁面,从而影响了射流的发展;4)隧道污染物容易在隧道后半段积累,因此在设计时应考虑在隧道后半段增设射流风机;5)通过综合分析类似工程出口CO体积分数后发现,目前国内规范所采用的CO体积分数设计标准较保守,容易造成资源的浪费。

隧道斜井隔板式通风中应用射流风机的问题研究

为解决隧道斜井隔板式通风系统中是否应该安装射流风机的问题,采用建模分析计算的方法,并结合实例进行了研究。通过分析射流风机与轴流风机风量、作业面风量、风机输出功率、射流增压占比、单位风量能耗等的关系,得出以下结论:1)随着隔板风道内射流风机数量的增加,轴流风机风量和作业面风量会同步增加,但增幅很小,与之相比,风机总输出功率却增幅巨大;2)通过在隔板风道中安装射流风机的方法来降低风道内的负压,以解决隔板(彩钢板)承压能力不足的问题,既不经济,也很难实现;3)隔板风道中安装的射流风机数量越多,作业面单位风量的能耗越大。最后,建议在隧道斜井隔板式通风的隔板风道内不要安装射流风机,以避免不必要的能耗浪费和成本增加,同时建议尝试主扇隔板式通风,降低风道百米漏风率,以提高通风效率,降低通风成本。

基于CFD的大型养路机械隧道内作业射流风机通风流场探讨

在铁路里程逐年增加,提速以及运量的增加时代背景下,大型养路机械作为铁路线路综合维修的主要工具,在减员增效方面起着举足轻重的作用。线路养护的安全压力不断增强,施工任务量也在逐年增加。但面临逐年提高的桥隧比中,隧道内施工作业难题一直难以解决,增加隧道通风装置效果难以评估,制约隧道内病害的检修及维护,严重危害隧道内铁路运维安全,针对性的仿真模拟隧道内流场情况对指导后期工作具有十分重要意义。

三车道公路隧道射流风机设置位置研究

射流风机的升压效果不仅与风机本身的性能有关，还与风机位置等外部条件有关。运用大型通用CFD软件对三车道公路隧道中射流风机的射流场进行模拟，并根据计算结果确定公路隧道中射流风机的合理安装位置。结果表明．射流风机的纵向影响距离在200m范围内，当风机纵向间距大于100m时即可获得理想的升压效果。为了减小两股射流之间的干扰及隧道壁面的影响，一组中两台风机的净距应在2～5d（d为风机直径）之间，最佳净距在3-4d之间。

双车道公路隧道射流风机布置方式研究

射流风机的升压效果不仅与风机本身的性能有关,还与风机纵、横断面的设计位置等外部条件有关。双车道公路隧道横断面空间有限,合理设置风机位置对风机效率的提高有重大意义。文章运用大型通用CFD软件对隧道中射流风机的射流场进行模拟,结果表明:为了降低两股射流的相互干扰以及隧道壁面对射流的影响,两台风机的净距应当为1D^2D,最佳净距为1.5D;为了降低隧道内壁对射流的干扰,风机的高度应尽量接近建筑限界,风机距离隧道拱顶的距离为1.2D;隧道纵向上为避免两组风机互相干扰的同时又达到最佳升压效果,纵向距离L应在100~120 m之间,最佳纵向距离应为110 m。

公路隧道通风中射流风机纵向最小间距研究

射流风机纵向最小间距的确定对于风机正常经济的运行起着十分重要的作用。通过对射流风机工作原理和隧道内流态进行分析,依据射流力学的有关原理找到了影响射流风机纵向最小间距的因素和计算方法。确定射流风机纵向最小间距的计算方法通过工程类比和CFD软件数值模拟验证,符合真实情况,可为今后射流风机纵向最小间距的确定提供指导。

曲线公路隧道射流风机布置方式优化研究

为分析小半径曲线隧道射流风机布置方式对风机升压折减效率的影响,优化曲线公路隧道射流风机布置方式,采用CFD方法对曲线隧道内多种风机布置方式及射流特性进行三维数值模拟计算分析。结果表明,改变并列风机组横向位置,以隧道断面轴对称线为基准向隧道内侧移动0.5 m风机折减效率最高,其余位置风机折减效率不同程度下降;在满足隧道内建筑限界要求的基础上,风机组离拱顶越远风机折减效率越大;曲线隧道内,风机射流受到曲壁面的影响,射流特性较直线隧道更为复杂,风机诱导段距离约为90 m,风机组纵向间距应大于100 m。

铁路隧道射流风机布置形式研究

隧道内射流风机的升压作用不仅与风机本身性能有关,还与布置形式等外部因素有关。文章根据通风学理论和CFD流体计算,研究分析了铁路隧道内多种射流风机组合布置形式对升压效率的影响,优化了铁路隧道内射流风机布置方式;针对关角隧道实际情况,通过对射流风机工作原理和隧道内风流状态进行理论分析,建立了射流风机增压效应表达式,并确定了增压效应的合理计算方法;最后通过建立三维模型进行数值模拟计算,对射流风机的不同布置形式进行了研究分析,并对风机增压效应进行了验证计算。结果表明,隧道内射流风机实际增压小于理论增压;在六种备选方案中,四台风机靠中下部位布置时风机效率高于其余几种风机布置方式。最终确定的关角隧道运营通风期间射流风机的布置方案,可为关角隧道运营通风设计提供理论支持。

地铁隧道内壁龛尺寸对射流风机效果的影响

现阶段地铁隧道通风设计中射流风机基本采用壁龛式设计。利用CFD对多达45种不同的壁龛尺寸以及无壁龛条件下的射流效果进行了模拟分析,最终确定出不同壁龛尺寸对射流风机升压力和诱导段长度的影响。给出了射流风机壁龛式设计的建议尺寸。

2车道公路隧道射流风机空间布局优化的CFD分析

为解决2车道公路隧道射流风机的空间布局优化问题,依托明堂山隧道工程,采用以往公路隧道射流风机通风效果数值模拟研究中不同的边界条件,将隧道出入口边界条件均设为大气压强,并不预先给定隧道入口风速大小。对影响射流风机升压力大小的因素,如风机纵向间距、风机布置高度、风机横向间距展开讨论,得到：风机应设在距建筑限界15~30 cm高度处;风机横向净距应设为1.5~2倍风机直径;风机纵向间距应设在150 m以上。明堂山隧道实际风机布置方式所采用的参数均在优化结果范围内,按隧道实际长度及设计射流风机台数建模,模拟结果表明风机在进行优化布局后,隧道通风效果能够达到设计要求。

射流风机的轴向推力

从理论上推导了射流风机轴向推力与风量、风压的关系。经试验验证 ,可用于产品设计。

不同隧道坡度下射流风机临界风速研究

为研究隧道坡度对射流风机临界风速的影响,通过理论分析与数值模拟,采用全尺寸隧道模型和5种不同火源功率,考虑0%,±1%,±3%,±5%,±7%9种不同隧道坡度,研究隧道坡度对射流风机临界风速的影响规律。结果表明:坡度对射流风机临界风速有较大影响。在射流风机与火源纵向间距不小于100 m情况下,即其临界风速与火源纵向间距无关;当上坡时,其临界风速与火源功率的1/3次方成正比,坡度越大,临界风速越小;当下坡时,其临界风速与火源功率的1/3次方成正比,坡度(绝对值)越大,临界风速越大;对数据结果进行拟合,得到上坡与下坡时的射流风机临界风速模型,并与模拟结果取得了较好的一致性。