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.

过海区间隧道多风机组合排烟性能试验研究

为实现多通风机组合的隧道通风系统高效排烟,建立1:10缩尺试验模型,其工程原型为下穿青岛胶州湾的地铁1号线瓦贵区间隧道。基于试验模型,测定通风机功耗、行车道风速及静压,量化4种通风机组合及其运行参数对隧道内流场参数的影响,呈现出排烟口周边区域的气流滞止现象。气流滞止是惯性力与压差力平衡的表象。为了度量气流滞止效应,应用无量纲准则,推导出Eu数(Euler number)表达式。应用该表达式,比较了4种风机组合的排烟性能而得出,四通风机组合工况2排烟性能最高,三通风机组合工况4、工况3次之,而两通风机组合工况1排烟性能最低,这表明,开启抽出式通风机能显著提升系统通风排烟能力。

基于反向漏风的地铁区间隧道并联通风机运行调节优化

为明确隧道运营期间并联通风机的调节依据,依托青岛地铁八号线大洋站至青岛北站区间隧道,搭建隧道通风系统模型。通过并联试验,测定了通风机变频频率、电功消耗值及相应风量,并以功率差值占比、通风效率为依据,探究并联通风机的反向漏风规律和最佳频率匹配范围。结果表明:由于管网结构的影响,并联通风机反向漏风存在抑制临界点;为避免反向漏风,并联通风机变频调速处于额定转速的30%~50%、>50%~70%、>70%~90%时,其功率差值占比不宜大于1.6%、6.1%、17.6%;并联通风机同型号同频率运行时,通风效率不一定最优,要使并联通风机增效减耗运行,风机变频调速宜处于额定转速的70%~90%且功率差值占比≤6%。频率匹配范围的确定可为隧道运营期间并联通风机的变频调节提供参考。

某特长铁路隧道斜井转正洞施工通风方式研究

为研究铁路隧道施工通风的最佳方式,以某铁路隧道工程为依托,通过比较不同通风方式所需的风机功率及预计耗损电费选取最佳通风方式,同时利用Fluent软件对最佳通风方式进行数值计算,从而得出风流随距掌子面距离的运移规律。经过对通风方案的比选及数值计算,得出最佳通风方式为大功率串联压入式,其中3号斜井工区正洞段需要132×2kW的风机,4号斜井工区正洞段需要110×2kW的风机。3,4号斜井的斜井段和正洞段纵向风速变化规律均为先增大后减小最后趋于稳定,选取的风机型号可以满足通风需求。风带直径过大时会增加通风阻力,同时还会影响衬砌台车经过。考虑隧道实际施工情况,3号斜井工区斜井段风带直径选取1.8m,正洞段风带直径选取2m;4号斜井工区斜井段和正洞段风带直径均选取1.8m。

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。

高速公路长大隧道轴流风机优化改造与轴承维护周期优化研究

随着路网交通量的增长,部分公路隧道已达到交通量设计峰值,通风设施面临高负荷运行、安全运行风险加大的现实问题。依托秦岭终南山公路隧道轴流风机修复改造工程,针对轴流风机动叶可调系统的故障率高、精度要求高且维修费用昂贵等问题,提出静叶可调替代动叶可调的修复改造方案,通过结构分析和调整实现叶片角度静止可调运行方式;针对电机轴承高故障率,采用双参数威布尔分布函数描述电机轴承的故障变化率,提出一种优化轴承维护周期的模型,应用于秦岭终南山公路隧道风机轴承维护计划。实验结果表明,改造后的轴流风机满足规范设计要求,运行效果良好。分析得到的隧道风机维护计划合理经济,保证轴承的可靠运行并充分发挥其使用价值。

基于高仿生形态布局的仿鸽扑翼飞行机器人系统设计

针对现有扑翼飞行机器人存在的飞行形态与实际鸟类相差较大,以及翅膀、尾翼布局和俯仰、转向控制方式仿生度较低的问题,提出一种形态布局与鸽子相仿的扑翼飞行机器人系统设计及实现方案.通过设计弧面-折翼-后掠翅膀、仿鸟扇形尾翼以及尾翼挨近翅膀后缘布置的布局方式,使扑翼机器人飞行形态更加接近真实鸟类,提高扑翼机器人的形态仿生度.在此基础上,设计结合下扑角调控无需尾翼大角度上翘的俯仰控制方式,以及不依赖于尾翼的翅膀收缩转向控制方式,在提高仿生度的同时保证飞行控制的有效性.在具体设计过程中,首先参考鸽子翅膀型式选择不同类型翅膀并进行风洞测试,确定出下扑角变化时仍能保持较优升推力性能的翅膀设计方案;其次,对各种尾翼型式进行分析和比较,结合鸽子尾翼特点进行仿鸽尾翼及俯仰、转向控制机构设计,并通过风洞测试验证;最后,设计飞控系统并装配整机,进行外场飞行测试,验证仿鸽扑翼飞行机器人平台的稳定性和可控性.

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。

基于实时监测的智能隧道风机调控方法研究与应用

在城市交通隧道通风管理中,为提升通风系统效率、改善环境质量,文中提出了一种基于实时监测的智能隧道风机调控方法。该方法可通过内置半经验物理模型预测污染物浓度变化趋势,并对隧道风机的启闭或频率进行模糊控制,同时通过机器学习不断迭代内置模型的相关参数,优化控制策略,可以为风机调控提供更精确的数据支持和智能化的控制策略。首先详细阐述了智能隧道风机调控方法的内容和工作过程,然后结合大连市典型公路隧道内的PM2.5实测数据,以大连湾海底隧道为案例,对该调控方法进行了经济性分析。结果显示,该方法能够降低通风系统的运行费用,具有很大的节能潜力。

高速公路隧道通风设计

高速公路隧道通风是高速公路的重要组成部分,其光线变化大、视野不清、空间环境狭窄隧道是高速公路上的特殊路段存在潜在的交通事故危险。对设计要求越来越高,下面就结合凯里环城高速北段通风设计的设计思路和方法进行分析研究。因此以项目通风设计标准、通风设施与其他设施的信息控制、风机的选型等几个方面来作为高速公路隧道通风设计的重点进行分析。

小型风洞实验设计与布局方法的优化

考虑到小型风洞实验在航空航天、汽车制造等领域中的应用,结合理论及实际应用,指出小型风洞在设计和布局中存在的问题,包括设备尺寸及空间利用率、流场均匀性、桨叶设计及整流罩布局等,通过一系列的优化方法,如调整风洞尺寸、采用高效率风扇、改进导流片设计提高实验的准确性及效率,为风洞实验提供稳定准确的环境,促进风洞技术的发展。

风机盘管性能及内部流场CFD分析

采用数值模拟与试验测试相结合的研究方法,对风机盘管内的多翼离心风机的非稳态CFD模拟结果与该风机的测试性能做对比验证,结果表明二者在高效区吻合较好,静压偏差在3%以内。在此基础上对风机盘管模型进行三维CFD非稳态流动仿真,对风机在风机盘管内的系统效应进行了分析,在机组中风机性能会有5Pa~10Pa的下降。同时,从对产品优化的角度出发研究风机盘管内的流动特征,这些特征表明对风机盘管进行一体化CFD仿真分析优化是有必要的。

The Application of Compulational Fluid Dynamics to Design of Vehicle Cooling Wind Tunnel

A computational fluid dynamics(CFD)calculation model for the airflow and heat transfer in an armored vehicle cooling wind tunnel is established.A practical method to determine computation region outside power train compartment,produce grid and ensure grid quality is put forward.A commercial software FLUENT can be used to obtain solutions numerically in 3-D space.Precision of CFD calculation results is verified.The CFD model is used in designing a vehicle cooling wind tunnel,and air flow resistance of fan blast baffle is calculated.The calculated results show feasibility of the CFD model and the method.

隧道曲率半径对空气射流流场特性及升压效率的影响研究

研究了不同隧道曲率半径下射流风机诱导的空气射流在曲线隧道内的流场分布特性与射流风机升压效率。通过数值模拟软件Fluent建立了全尺寸隧道模型,曲率半径范围为75~300 m,并考虑了风机布置于直线段与曲线段入口两种典型工况。对曲线隧道内的风速分布、压力分布及升压系数进行了讨论,结果表明,当风机布置于隧道曲线段入口时,未经充分发展的空气射流直接撞击隧道壁面,在曲线隧道中的风速分布表现出明显的不对称性。隧道曲率半径越小,风流在隧道内发展均匀所需的距离也越长。而当风机布置于隧道直线段时,空气射流在进入曲线隧道前已经过充分发展。当隧道曲率半径大于120 m时,在曲线隧道中基本形成4 m/s的均匀风速。但当曲率半径小于等于120 m时,部分风流在进入曲线隧道后沿隧道弯曲壁面发展,同样会造成曲线隧道内的风速分布不均匀。将射流风机布置于直线隧道有助于提高射流风机的升压效率,且曲率半径越小,对升压系数的提升效果也越显著,对于不同的曲率半径,升压系数的提升范围在8.5%~27%。

城市轨道交通地下单存车线配线区间内排烟效果现场实测研究

目的:为了明确城市轨道交通工程地下单存车线配线区间不同排烟设计方案的烟气控制效果,确定影响隧道区间整体排烟能力和气流组织分配的因素,需要对单存车线配线区间的排烟效果进行现场实测。方法:选取某条已运营的城市轨道交通线路中的1个单存车线配线区间,针对影响隧道区间整体排烟能力和气流组织分配的关键因素,设置了6种不同的测试工况。在现场开展冷烟试验,对各工况的断面风速、烟气流动方向、实际排烟效果等进行现场实测,并对测试结果进行分析。结果及结论:隧道通风系统的排烟能力主要取决于TVF(隧道风机)的开启数量,射流风机主要起气流分配的作用。隧道风机和射流风机的合理组合,可形成有效的排烟气流组织方案。单存车线区域应设置射流风机,以对该区域的各线路进行气流分配,保证着火区间内风速满足规范要求。射流风机并非开启越多越好,仅开启起火位置所对应隧道内的射流风机时具有纵向风速大、控制简单的优点。单存车线区间内建议至少设置2组射流风机,且2组射流风机的间距不宜小于1列列车的长度。

隧道口紧急救援站主洞与平导隧道协同送风方案研究

以某隧道口紧急救援站为实际工程背景,提出一种适用于隧道口紧急救援站的隧道主洞与平导隧道协同送风方案,利用FDS数值模拟软件对隧道主洞和平导隧道不同协同送风条件下隧道主洞洞口处和平导隧道内横通道各防护门处防烟风速的变化规律进行数值模拟研究,并确定了隧道主洞与平导隧道协同送风的最优防烟通风方案。结果表明:随着距平导隧道洞口的距离由160 m减小至20 m,横通道各防护门处防烟有效风量之和与射流风机送风量的比例由1.85增大至2.21;当平导隧道内射流风机集中送风量大于或等于29.9 m^(3)/s,射流风机距邻近横通道的距离大于或等于140 m时,6处疏散通道防护门处防烟风速均大于2 m/s;确定了射流风机距邻近横通道的距离为140 m、平导隧道内射流风机送风量为29.9 m^(3)/s、隧道主洞送风风速为2 m/s是隧道主洞与平导隧道协同送风的最优防烟通风方案。

基于注意力改进卷积网络的隧道风机预埋基础损伤识别

针对隧道风机预埋基础损伤信息微弱、特征难以提取等问题,提出一种基于度量-频段注意力卷积神经网络的隧道风机预埋基础损伤识别方法。首先,通过预埋基础冲激试验的激励信号和响应信号,计算预埋基础的频率响应函数并作为损伤识别模型的输入;然后,使用多层卷积将输入的频率响应函数映射到特征空间提取损伤特征信息;再次,采用频段注意力机制对不同频段上的特征进行自适应加权融合,并采用度量损失进一步增强提取特征的可辨识性;最后,将提取的特征输入全连接层以实现预埋基础损伤识别。实测数据验证结果表明,所提方法对比现有的神经网络模型具有更高识别率,能够对隧道风机预埋基础健康状态进行有效地评估。

特长隧道通风方案研究

特长隧道通风系统是隧道安全运行的重要组成部分。论文以某高速公路特长隧道为例,结合当地环境地理因素、气候气象条件,通过隧道工况的拟定和计算,提出了符合实际情况的通风方案,并对特长隧道通风系统的设计进行了较为详细的描述。

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。

成都地铁18号线隧道风机全压启动故障研究

目的:为解决地铁大容量风机配电及控制设备在距降压变电所较远情况下,全压启动大功率风机时产生的大电流将在长距离进线电缆上造成线路瞬时压降过大,从而引起线路末端接触器等二次设备因电压过低产生电弧而损坏,导致风机无法正常全压启动的问题,特对此类故障进行研究。方法:以成都地铁18号线西博城站为例,通过查阅相关手册对线路压降进行理论计算,同时对接触器可靠工作的电压结合相关规范及产品说明书进行比对;对压降较大时接触器烧毁的原因进行详细分析,得出解决问题的初步方案;再通过现场试验对初步方案进行实测验证的方式确定最终的结论及建议。结果及结论:新建项目适用于采用适宜截面的控制柜进线电缆,以减少线间压降;改建项目适用于在设备控制柜内增设UPS(不间断电源)等稳压设备;若地铁车站涉及大功率风机启动时,建议设计单位在前期施工图设计的电缆截面选择时留有一定的余量。