4. Вентиляция тоннеля.

При отсутствии вентиляции качество воздуха в тоннеле ухудшается за счет выхлопных газов транспортных средств, газов, поступающих из окружающих грунтов, повышения температуры от двигателя внутреннего сгорания и т.д.

В зависимости от длины транспортного тоннеля следует принимать естественную и искусственную вентиляции. В железнодорожных тоннелях при тепловозной тяге естественная вентиляция принимается при l < 300 м и искусственная – при длине l > 300 м в обязательном порядке.

В данном курсовом проекте принимаем искусственную вентиляцию, так как lт > 300 м.

Целью проектирования вентиляции тоннелей является разработка мероприятий, обеспечивающих подачу в тоннель чистого воздуха в таком количестве, при котором вредные газовые примеси разбавляются до безопасных предельно-допустимых концентраций. Расчет искусственной вентиляции ведется по содержанию окиси углерода в воздухе транспортных зон тоннеля. Содержание окиси углерода не должно превышать предельно допустимой концентрации, а величина предельно допустимой концентрации определяется по следующей таблице:

Время нахождения транспорта в тоннеле t (мин)	ПДК окиси углерода в ж.д. тоннеле
< 5	50
5-10	28-16
15-20	12-9

Расчет воздухообмена по содержанию вредных веществ в воздухе транспортной зоны тоннеля производится по окиси углерода (СО). К моменту выхода локомотива из тоннеля, концентрация вредных газов составит:

(г/м³);

где С_к - предельно допустимая концентрация;

V - объем транспортной зоны тоннеля; М - количество вредного газа, выделяемого в тоннеле.

Объем транспортной зоны тоннеля определяется по формуле:

;

Количество вредного газа, выделяемого в тоннеле, определяется по формуле:

(г);

где - время нахождения транспортного средства в тоннеле (с);

l_i – длина участка тоннеля, м;

V_i – скорость локомотива на данном участке, м;

скорость при движении на спуск V_i=25 м/с;

скорость при движении на подъём V_i=18,5 м/с;

k_i - количество сжигаемого топлива; k=0,2 кг/c при движении на подъём,

k=0,01 кг/c при движении на спуск.

q_co - количество окиси углерода, выделяемое при сгорании 1 кг топлива;

в курсовом проекте q_co=0,26-0,77 г.

При запроектированном продольном профиле имеем 2 участка движения:

1) движение на подъём, l₁=520 м, k₁=0,2 кг/c=200 г/с;

2) движение на спуск, l₂=800 м, k₂=0,01 кг/c=10 г/с.

Время нахождения поезда в тоннеле

с

Согласно СНиП 32-04-97 «Тоннели железнодорожные и автодорожные» при t<5 мин С_к=0,028 г/м³.

Тогда получаем:

г.

Таким образом получаем

(г/м³).

Для того, чтобы к концу расчётного времени( 15 мин=900 с) концентрация СО в тоннеле достигла ПДК, необходимо подать в тоннель свежий воздух в следующем объёме:

м³/c.

Проверка скорости движения воздуха в тоннеле:

м/c < 6 м/c.

При выборе систем вентиляции необходимо иметь ввиду, что скорость движения воздуха по тоннелю не должна превышать 6м/с, а по вентиляционным каналам 20м/с. Как видно из расчетов скорость не превышает допустимую, поэтому принимаем продольную систему вентиляции. При продольной системе вентиляции воздуховодом служит сам тоннель, вдоль которого перемещается воздух .

Эффективность продольной вентиляции в значительной степени зависит от направления и силы естественной тяги, а так же от поршневого эффекта подвижного состава. Для приспособления к этим факторам обычно применяют установки реверсивного типа, способные изменять движение воздуха в тоннеле.

Применяем схему продольной вентиляции с портальной установкой и закрытием выхода из тоннеля. Входы в тоннель снабжают занавесами, состоящими из вертикальных стальных рам, натянутых на брезент. Открытие и закрытие занавеса происходит автоматически. Занавес ограждают сигналами. При входе поезда в тоннель закрывается занавес у противоположного портала, и воздух нагнетается навстречу поезду. При этом воздух в тоннеле приводится в движение, и вредные газы удаляются через входной портал. Эффективность проветривания усиливается, если за поездом, вошедшим в тоннель, опускается занавес, и вентиляционная установка входного портала начинает работать на вытяжку

(см. рис.1).

Рисунок1

К недостаткам продольной вентиляции можно отнести: высокую скорость воздуха в тоннеле, что может затруднять работу в тоннеле и большую опасность при возникновении пожара и.т.п.