Автодорожные тоннели.
Расход воздуха определяется по трем параметрам: из условий снижения до допустимой концентрации СО (Qсо), обеспечения необходимой видимости (Qв) и обеспечения нормального температурного режима в тоннеле (Qт). Из трех полученных расходов воздуха выбирается максимальный, который и принимается в качестве расчетного. В курсовом проекте расчет расхода воздуха выполняется из условий снижения до допустимой концентрации СО (Qсо).
Исходные данные: длина тоннеля L (м), уклоны профиля, интенсивность движения автомобилей либо плотность движения автомобилей на 1км тоннеля N, доля грузовых машин в общем потоке n .
Скорость движения воздуха в транспортной зоне должна быть не выше 6 м/с., в вентиляционных каналах - 20 м/с.
Требуемый для проветривания 1 км тоннеля расход воздуха по СО (м3/с) можно определить по эмпирической зависимости:
,
где qсо – базовое значение эмиссии СО для одного автомобиля, м3/ч.,
N – плотность движения автомобилей, авт./км,
со – ПДК СО в воздухе тоннеля, мг/м3
1со = 5-10 мг/ м3 – фоновая концентрация СО в приточном воздухе,
К1, К2, К3 – коэффициенты, учитывающие скорость движения автомо-билей, уклон проезжей части тоннеля и высоту над уровнем моря.
Объем газовыделений двигателями автомобилей различных моделей при разных скоростях движения (базовое значение эмиссии СО) определяется по их топливным характеристикам с учетом процентного содержания СО в выхлопных газах при различных режимах движения. При скорости движения 60 км/ч. можно пользоваться данными, приведенными в таблице 3.2.
Таблица 3.2.
Тип автомобиля |
Базовые значения эмиссии СО по годам, м3 /ч |
|
2010г. |
2015г. |
|
Легковые с карбюраторным двигателем |
0,038 |
0,034 |
Легковые с дизельным двигателем |
0,010 |
0,010 |
Грузовые массой до 10т. |
0,071 |
0,068 |
Для определения значений коэффициента К1 можно воспользоваться графиком, приведенным на рис.3.1.
Рис.3.1. Значения коэффициента К1.
Коэффициент К2 = 1 - при движении на спуск, К2 = 1,3 - при движении на подъем с уклоном от 2%0 до 12%0. Значение коэффициента К3 меняется в пределах от 1 до 2 в зависимости от высоты расположения тоннеля над уровнем моря от 0 до 1000м. Промежуточные значения этих коэффициентов принимаются по линейной интерполяции.
В горных автодорожных тоннелях длиной до 0,7км может быть применена продольная система вентиляции с размещением вентиляционных установок у одного или обоих порталов. Такая система должна быть реверсивной, чтобы при ветре подавать воздух по направлению ветра.
В настоящее время все шире используют продольно-струйную систему вентиляции с размещением компактных и высоконапорных струйных вентиляторов непосредственно в сводовой части тоннеля. Такую систему применяют в тоннелях длиной до 2 км.
При длине тоннеля свыше 700м при большой интенсивности движения применяют полупоперечную систему вентиляции. Для этого в подсводовой части располагают вентиляционный канал. Площадь вентиляционного канала определяется, исходя из расчетного количества приточного воздуха и допустимой скорости воздуха в канале.
В автодорожных тоннелях длиной более 3км оправдано применение самой дорогостоящей поперечной системы вентиляции с подачей и удалением воздуха по изолированным каналам. Часть вредных газов уходит через порталы, поэтому при поперечной системе вентиляции площадь сечения вытяжного канала сокращают на 20 – 25% по сравнению с площадью сечения приточного канала.
Основные сведения о системах вентиляции с механическим побуждением (искусственной вентиляцией) изложены в [1, с. 55–61; 4].
В пояснительной записке кратко обосновывается принятая система вентиляции (продольная, поперечная, полупоперечная, струйная) и дается схема, по которой предлагается осуществить подачу свежего воздуха в тоннель (с портальной установкой, с вентиляционными шахтами, с вентиляционными штольнями и т. д.).
При выборе систем и схем вентиляции необходимо иметь в виду, что скорость движения воздуха по тоннелю не должна превышать 6 м/с, а по вентиляционным каналам – 20 м/с, оптимальная величина площади сечения приточного вентиляционного канала при полупоперечной вентиляции автодорожных тоннелей составляет 12–14 м2, а при поперечной вентиляции в пределах этих величин должна находиться суммарная площадь приточного и вытяжного каналов. Если по расчету требуется большая площадь каналов, то целесообразно рассмотреть вопрос о вентиляции тоннеля по отдельным участкам, разделив каналы вдоль оси тоннеля торцевыми перегородками. Длина таких участков ограничивается величиной 600 – 800 м (из условий равномерной подачи воздуха в тоннель), что соответствует расстоянию между порталами или стволами шахт 1200 – 1800 м.