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隧道风机的选型计算方法*隧道风机的选型一般按下述步骤进行:1、计算确定隧道内所需的通风量;2、计算所需总推力ItIt=△P×At(N)其中,At:隧道横截面积(m2)△P:各项阻力之和(Pa);一般应计及下列4项:1)隧道进风口阻力与出风口阻力;2)隧道表面摩擦阻力,悬吊风机装置、支架及路标等引起的阻力;3)交通阻力;4)隧道进出口之间因温度、气压、风速不同而生的压力差所产生的阻力.3、确定风机布置的总体方案根据隧道长度、所需总推力以及射流风机提供推力的范围,初步确定在隧道总长上共布置m组风机,每组n台,每台风机的推力为T.满足m×n×T≥Tt的总推力要求,同时考虑下列限制条件:1)n台风机并列时,其中心线横向间距应大于2倍风机直径2)m组(台)风机串列时,纵向间距应大于10倍隧道直径4、单台风机参数的确定射流风机的性能以其施加于气流的推力来衡量,风机产生的推力在理论上等于风机进出口气流的动量差(动量等于气流质量流量与流速的乘积),在风机测试条件先,进口气流的动量为零,所以可以计算出在测试条件下,风机的理论推力:理论推力=p×Q×V=pQ2/A(N)P:空气密度(kg/m3)Q:风量(m3/s)A:风机出口面积(m2)试验台架量测推力T1一般为理论推力的0.85-1.05倍.取决于流场分布与风机内部及消声器的结构.风机性能参数图表中所给出的风机推力数据均以试验台架量测推力为准,但量测推力还不等于风机装在隧道内所能产生的可用推力T,这是因为风机吊装在隧道中时会受到隧道中气流速度产生的卸荷作用的影响(柯达恩效应),可用推力减少.影响的程度可用系数K1和K2来表示和计算:T=T1×K1×K2或T1=T(K1×K2)其中T:安装在隧道中的射流风机可用推力(N)T1:试验台架量测推力(N)K1:隧道中平均气流速度以及风机出口风速对风机推力的影响系数K2:风机轴流离隧道壁之间距离的影响系数以下场合风机选型使用分析仓库通风首先，看仓储货品是否是易燃易爆货品，如：油漆仓库等，必须选择防爆系列风机。
浅谈隧道通风管道的设计与施工——以常乐山隧道为例发表时间：2018-06-04T16:42:54.623Z 来源：《基层建设》2018年第9期作者：刘亚军[导读] 摘要：隧道通风管道是整个隧道施工的核心工程之一，对于降低隧道内污染物的浓度有着重要的影响意义，在设计与施工的过程中主要考虑到地形地势、模型的搭建、通风条件的设计、风量大小等多方面的因素。
中铁十二局集团第四工程有限公司陕西西安 030024摘要：隧道通风管道是整个隧道施工的核心工程之一，对于降低隧道内污染物的浓度有着重要的影响意义，在设计与施工的过程中主要考虑到地形地势、模型的搭建、通风条件的设计、风量大小等多方面的因素。
本文将以常乐山隧道通风管道的设计与施工为例，浅谈在设计与施工过程中是如何将这些问题逐一克服的，对施工过程中的经验进行总结。
关键词：隧道；通风管道；常乐山；设计与施工常乐山隧道位于浙江省丽水市遂昌县境内，进口位于遂昌县北界镇坑里潘村，出口位于遂昌县妙高街道葛坪村。
在设计与施工过程中主要考虑并满足了隧道通风管道稀释污浊气体和固体颗粒物浓度、提供氧气、调节空气湿度与温度以及改善作业环境等方面的作用[1]。
下面将以常乐山隧道通风管道设计与施工为例，浅析在设计与施工过程中的几个主要方面的经验，对此做一个具体的分析。
1.常乐山隧道工程概况1.1.隧道工程概况常乐山隧道隧址地处构造剥蚀中低山区，区内地形起伏，沟谷深切，山体海拔标高320～787m，植被发育，多为松树、灌木和竹林的混交林。
隧道设置为燕尾式隧道，隧道长度14597m，进口隧线分界里程DK50+859，出口隧线分界里程DK65+456。
隧道进口段391m设计为双线隧道，出口段设置221m双线隧道，105m的大跨段，其余地段为单线隧道。
全隧按照进口、樟坪斜井、胡家村斜井、出口四个工区六个作业面组织施工[2]。
进口工区承担正洞施工任务3502m，樟坪斜井工程承担正洞施工任务4659m，胡家村斜井工程承担正洞施工任务4230m，出口工区承担正洞施工2206m。
【摘要】为满足公路隧道通风降噪的需要，提出了射流风机推力影响因素及其选用要求。
在计算隧道中总推力的前提下确定出射流风机的推力。
并确定所用风机的数量。
关键词：喷流式通风机隧道选用计算一、引言在公路隧道纵向通风系统中，射流风机通常是并联为一组，并沿隧道方向间隔布置，为了满足隧道内噪声环境的要求，射流风机通常配有整体消声器。
在夜间，为了防止隧道洞口产生较大的噪声，通常是只运行隧道中间部分的风机，或者加长靠近隧道洞口处的风机消声器长度，或者采用双速射流风机。
二、射流风机推力影响因素及选用1.每组风机之间的纵向距离如果隧道中每组风机之间具有足够的距离，则喷射气流会有充分的逐渐减速，如果喷射气流减速不完全，将会影响到下一级风机的工作性能。
一般情况下，每组风机之间的纵向间距取为隧道截面水力当量直径的10倍或10倍以上，也可以取风机空气动压(Pa)的十分之一作风机纵向间距(m)，同一组风机之间的中心距至少取为风机直径的2倍。
隧道中的射流风机布置并不一定具有同一间距，只要风机之间具有足够的纵向间距，则风机可以尽可能地布置在靠近隧道洞口的位置；如果风机轴向安装位置允许存在一定倾斜，则风机之间的纵向距离可以减少，从而可以提高安装系数。
2.隧道中空气流速、风机与壁面及拱顶的接近度风机推力是在空气静止条件下，根据风机的空气动量的变化而测定的。
如果风机进口的空气处于运动状态，则风机中空气动量的变化值必然减小。
如果射流风机的安装位置靠近隧道壁面或拱顶，则空气射流与壁面或与拱顶之间必然产生附加摩擦损失。
3.风机尺寸射流风机耗电量与推力之比与风机出口风速有关，对于给定的推力要求，出口风速越高，耗电量越大。
因此，为了降低运行成本，应尽可能选用大直径、低转速或叶片角度小的风机。
对于给定的风机尺寸，如果降低其推力，必然导致风机数量的增加，从而增加风机本身的投资，但此时风机出口风速也随之降低，使得消声器得以取消或减小其长度。
4.可逆运转风机可逆运转风机与单向风机相比，效率略低，且噪声稍高，但此类风机可以使隧道的运营具有较大的选择性。
隧道风机的选型计算方法*隧道风机的选型一般按下述步骤进行:1、计算确定隧道内所需的通风量;2、计算所需总推力ItIt=△P×At(N)其中,At:隧道横截面积(m2)△P:各项阻力之和(Pa);一般应计及下列4项:1)隧道进风口阻力与出风口阻力;2)隧道表面摩擦阻力,悬吊风机装置、支架及路标等引起的阻力;3)交通阻力;4)隧道进出口之间因温度、气压、风速不同而生的压力差所产生的阻力.3、确定风机布置的总体方案根据隧道长度、所需总推力以及射流风机提供推力的范围,初步确定在隧道总长上共布置m组风机,每组n台,每台风机的推力为T.满足m×n×T≥Tt的总推力要求,同时考虑下列限制条件:1)n台风机并列时,其中心线横向间距应大于2倍风机直径2)m组(台)风机串列时,纵向间距应大于10倍隧道直径4、单台风机参数的确定射流风机的性能以其施加于气流的推力来衡量,风机产生的推力在理论上等于风机进出口气流的动量差(动量等于气流质量流量与流速的乘积),在风机测试条件先,进口气流的动量为零,所以可以计算出在测试条件下,风机的理论推力:理论推力=p×Q×V=pQ2/A(N)P:空气密度(kg/m3)Q:风量(m3/s)A:风机出口面积(m2)试验台架量测推力T1一般为理论推力的0.85-1.05倍.取决于流场分布与风机内部及消声器的结构.风机性能参数图表中所给出的风机推力数据均以试验台架量测推力为准,但量测推力还不等于风机装在隧道内所能产生的可用推力T,这是因为风机吊装在隧道中时会受到隧道中气流速度产生的卸荷作用的影响(柯达恩效应),可用推力减少.影响的程度可用系数K1和K2来表示和计算:T=T1×K1×K2或T1=T(K1×K2)其中T:安装在隧道中的射流风机可用推力(N)T1:试验台架量测推力(N)K1:隧道中平均气流速度以及风机出口风速对风机推力的影响系数K2:风机轴流离隧道壁之间距离的影响系数以下场合风机选型使用分析仓库通风首先，看仓储货品是否是易燃易爆货品，如：油漆仓库等，必须选择防爆系列风机。
西南交大隧道通风第三次作业——公路隧道运营通风设计计算《隧道通风与灾害控制》课程作业3- 公路隧道运营通风设计计算姓名： ***学号： ***学院：土木工程学院专业：桥梁与隧道工程任课教师：蒋雅君副教授王峰副教授二〇一五年六月五日目录1隧道通风设计基本资料 (1)2隧道需风量计算 (1)2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料 (1)2.2隧道中CO排放量 (2)2.3稀释CO需风量 (5)2.4稀释烟雾需风量 (6)2.5稀释空气内异味需风量 (8)2.6考虑火灾时的排烟量 (8)3射流风机纵向通风计算 (8)3.1有关参数 (8)3.2自然风阻力 (9)3.3交通风压 (9)3.4通风阻抗力 (9)3.5隧道所需升压 (10)3.6射流机需求量 (10)参考文献 (11)公路隧道通风设计1隧道通风设计基本资料✧道路等级：高速公路，分离式单向双车道（计算单洞）；✧行车速度：V t=80 km/h；✧空气密度：ρ=1.2 kg/m3；✧隧道长度、纵坡和平均海拔高度如图1-1所。
图1-1 隧道上行线示意图2隧道需风量计算2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料✧隧道断面面积：A r=68.05 m2；✧隧道当量直径：D r=8.41 m；✧设计交通量：15000辆中型车/日（双向），高峰小时交通量按日交通量的12%计算，上下行交通量不均衡系数1.1。
✧交通组成：汽油车：小型客车15%，小型货车18%，中型货车24%；柴油车：中型货车24%，大型客车13%，大型货车6%。
✧ 隧道内平均温度：t m =20°C ； ✧ 拟设计通风方式：纵向通风； ✧ 火灾时排烟风速：3m /s 。
2.2 隧道中CO 排放量隧道中CO 的排放量计算公式如式（1）所示：)(106.3116co ∑=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=nm m m tv h d a co f N L f f f f q Q （1） 其中：Q co —隧道全长排放CO 的量，m 3/s ；q co —1辆标准车行驶1km 所排放的CO 的体积，m 3/辆•km ，可取0.01 m 3/辆•km ；f a —考虑CO 的车况系数，按表2-1取； f d —车密度系数，按表2-2取；f h —考虑CO 的海拔高度系数，按图2-1取； f m —考虑CO 的车型系数，按表2-3取； f tv —考虑CO 的纵坡-车速系数，按表2-3取； n —车型类别数；N m —相应车型的设计交通量； L —隧道长度。
有色金属科学与工程第11卷第3期2020年6月Vol.11，No.3 Jun.2020Nonferrous Metals Science and Engineering文章编号：1674-9669（2020）03-0080-10DOI：10.13264/ki.ysjskx.2020.03.011引文格式:张博文,王海宁,张迎宾.公路隧道空气幕与射流风机通风方法对比及优化[J].有色金属科学与工程, 2020,11(3):80-89.公路隧道空气幕与射流风机通风方法对比及优化张博文1a,1b,王海宁2,张迎宾1b(1.江西理工大学,.a资源与环境工程学院;b.能源与机械工程学院,江西赣州341000;2.中国计量大学质量与安全工程学院,杭州310018)摘要:针对隧道射流通风存在功率利用率低,大浓度尾气调控不理想等问题,运用FLUENT软件,以模拟优化瓮福磷矿隧道的通风系统问题为实例,将射流风机和空气幕引射风流进行风流对比,提出引射风流空气幕替代射流风机加强隧道通风的全新命题。
研究结果表明:两种优化风机组合都能达到隧道所需的通风标准,在进行对比过程中,如果总功率一样,引射风流空气幕组合产风量大于射流风机组合,而总功率145.5kW空气幕组合可产生与总功率180kW射流风机组合类似的通风效果,且总功率可节约34.5kW。
在风机组合优化过程中,各风机功率分配越平均对风机组合通风效率提升越大,同种功率的风机两两并联,通风效果要优于不同功率风机两两并联。
关键词:空气幕;引射风流;射流风机;通风系统中图分类号:TD726文献标志码:AVentilation method comparison between air curtain and jet fanin highway tunnels and its optimizationZHANG Bowen1a,1b,WANG Haining2,ZHANG Yingbin1b(1a.School of Resources and Environmental Engineering;1b.Energy and Mechanical Engineering,Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou341000,China;2.College of Quality and Safety Engineering,China Jiliang University,Hangzhou310018,China)Abstract:In view of the low power efficiency and mediocre control of high-concentration exhaust gas in tunnel jet ventilation,the FLUENT software is used to simulate and optimize the current ventilation system in Wengfu Phosphate Mine Tunnel.A new proposition is put forward to use the ejection airflow air curtain instead of jet fan to strengthen tunnel ventilation after making comparisons between their airflows.The results show that two optimized fan combinations can meet the ventilation standards required of the tunnel.If the total power is the same,the ejection airflow air curtain combinations produces more air volumes than the jet fan, and the air curtain combinations with a total power of145.5kW can produce a similar ventilation effect as the jet fan combinations with a power of180kW,saving34.5kW in total.In the process of optimizing the fan combinations,it is found that the more even the power distribution of each fan,the greater ventilation efficiency of the fan combinations.The ventilation effect of two fans of the same power in parallel connection is better than that of two fans of different powers in parallel connection.Keywords:air curtain;ejection airflow;jet fan;ventilation system收稿日期:2020-03-30基金项目:江西理工大学横向科技项目(201836010900030)通信作者:王海宁(1965—),男,博士,教授,主要从事安全科学及工程领域研究。
公路隧道全射流风机通风与分段通风需风量计算及其差异性分析
摘要：随着高速公路建设的快速发展，为使长隧道及特长隧道更好的服务于公路运输，需要通过通风改善隧道内的空气品质，以便更好的保证司乘人员的行车安全。
由于规范中对分段通风需风量计算的解释较为简略，文章则依据规范，以公式的形式阐述全射流风机通风与斜竖井分段通风需风量计算的过程及其差异性。
关键词:需风量，分段通风，公路隧道，CO浓度，烟雾浓度。
The Analysis of calculating and difference of highway tunnel with full jet fan ventilation and sectional ventilation
(Shanxi Provincial Transportation Planning Survey and Design Institute,Sun Jinfei , Shanxi Taiyuan,030012)
Abstract: with the rapid development of highway, in order to make the long tunnel to serve the highway transportation more better, we need to improve the air quality of the tunnel and ensure safe driving by Using mechanical ventilation. As the calculation of the sectional ventilation in related standards is very simple, this article is based on the standards,and states the calculation process of ventilation rate and differences between the two ventilation modes in the form of formula.
Keywords: air volume, sectional ventilation, highway tunnel, concentration of CO, concentration of smoke。
0 引言
高速公路隧道作为为公路运输过程中特殊路段，需要对隧道内封闭空间的驾驶环境进行改善。
为了满足需求，采用稀释法计算隧道通风的需风量。
隧道内的污染物主要有CO、HC、NOx、SO2和烟雾等，其中CO 是对人体危害最大的，一直以来作为计算隧道通风需风量的卫生要求指标；而烟雾会影响驾驶人员的视线，所以隧道通风的需风量应同时能满足CO 指标的卫生要求和烟雾指标的可见度要求等。
1通风需风量计算
以《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1—1999）作为计算依据，分别计算CO及烟雾的排放量，再由CO及烟雾设计指标得出隧道的通风需风量，取其二者中的最大值与通风换气需风量、火灾工况下的需风量进行比较，择其大者作为该条（段）隧道的需风量。
2规范中对隧道通风需风量的规定[1]
2.1稀释CO的需风量
（1）隧道内的CO排放量计算公式为
其中：Qco——隧道全长CO排放量（m³/s）；Qco为CO基准排放量（m³/辆·Km）；fa为考虑CO的车况系数；fd为车流密度系数；fh为考虑CO的海拔高度系数；fm为考虑CO的车型系数；fiv为考虑CO的纵坡-车速系数；N为车型类别数；Nm为相应车型的设计交通量。
（2）稀释CO的需风量按下式计算
其中：Qreq（CO）为隧道稀释CO的需风量；P0为标准大气压（101.325KN/㎡）；P为隧址设计气压（KN/㎡）；T0为标准气温（273K）；T为隧道夏季的设计气温。
2.2稀释烟雾浓度需风量
（1）隧道内烟雾排放量，可通过下式计算
其中：QVI为隧道全长烟雾排放量（m2/s）；qVI为烟雾基准排放量（m2/辆·Km）；fa（VI）为考虑烟雾的车况系数；fd为车流密度系数；fh（VI）为考虑烟雾的海拔高度系数；fm（VI）为考虑烟雾的车型系数；fiv（VI）为考虑烟雾的纵坡-车速系数；nD为柴油车车型类别数；Nm为相应车型的设计交通量。
（2）稀释烟雾的需风量为
其中：Qreq（VI）为隧道稀释烟雾的需风量；K为烟雾设计浓度（m-1）。
3全射流风机通风模式下的通风需风量
交通量小、长度短的隧道多采用全射流风机通风模式，该通风模式下的需风量计算是把整个隧道作为一个完整的通风管道，利用射流风机的辅助动力克服局部和沿程阻力，将外环境的新鲜空气送入隧道内，以改善隧道内的驾驶环境。
3.1正常工况
正常工况按照设计行驶速度V设计确定fd（正常）、fiv（正常）、fiv（VI）（正常）等参数，，此时该隧道内车辆的CO、VI的排放量分别为：
3.2阻滞工况
阻滞工况时根据规范阻滞计算长度不宜大于1km，当隧道长度较大（大于1km）时，隧道就被分为两个驾驶区间：阻滞段和非阻滞段。
阻滞段行车速度按照10 Km/h确定计算参数fd（阻滞）、fiv（阻滞）、fiv（VI）（阻滞），非阻滞段按照30～40 Km/h确定计算参数fd（非阻滞）、fiv（非阻滞）、fiv（VI）（非阻滞）。
L=La+Lb
其中：L为隧道总长度（m），La为隧道非阻滞段长度（m），Lb为隧道阻滞段长度（m）。
（1）阻滞工况时隧道内的CO排放量
（2）阻滞工况时隧道内的VI排放量
3.3该通风模式下的需风量
由前面已经计算得到的CO、VI排放量，根据CO及VI设计指标得出隧道的通风需风量，取其二者中的最大值与通风换气需风量、火灾工况下的需风量进行比较，择其大者作为该条隧道的需风量。
具体比较过程如图3-1所示：
图3-1全射流风机通风模式需风量计算图
4斜竖井分段通风模式下的通风需风量
当隧道长度较长、交通量较大，隧道内产生的有害污染物无法通过射流风机将其排出时，需采用设置斜竖井将隧道进行分段，分别进行通风。
4.1正常工况
正常工况分别按照设计行驶速度V设计确定fd（正常）、fiv（正常）、fiv（VI）（正常）等参数，通风分段将隧道分为L1、L2两个通风段。
L=L1+L2
其中：L为隧道总长度（m），L1为第一段隧道长度（m），L2为第二段隧道长度（m）。
（1）隧道内CO的排放量
（2）隧道内VI的排放量
4.2阻滞工况
分段通风时，隧道内各段之间相对独立，因阻滞段位置的变化将会影响该通风段最大需风量的大小。
则阻滞工况需风量应采用每段都按照阻滞在该段发生的条件下进行计算，这样才能保证运营期间各段正常工况、阻滞工况下隧道内环境的品质。
该工况下通风计算阻滞段行车速度按照10 Km/h确定计算参数fd（阻滞）、fiv（阻滞）、fiv（VI）（阻滞），非阻滞段按照30～40 Km/h确定计算参数fd（非阻滞）、fiv（非阻滞）、fiv（VI）（非阻滞）。
L1=L1a+L1b；L2=L2a+L2b
其中：L1a为第一段隧道非阻滞段长度（m），L1b为第一段隧道阻滞段长度(m)，L2a为第二段隧道非阻滞段长度（m），L2b为第二段隧道阻滞段长度(m)。
（1）阻滞工况时隧道内CO的排放量
1）第一段隧道CO的排放量
2）第二段隧道CO的排放量
（2）阻滞工况时隧道内VI排放量
1）第一段隧道VI排放量
2）第二段隧道VI排放量
4.3该通风模式下的需风量
由前面已经计算得到各通风段、各工况条件下的CO、VI排放量，根据CO 及VI设计指标得出隧道各段的通风需风量，将其与各段通风换气需风量、火灾工况下的需风量进行比较，择其大者作为该通风段的需风量。
具体比较过程如图4-1所示：
图4-1分段通风模式需风量计算图
5两种通风模式下通风计算比较分析
两种通风模式在各工况条件下所考虑的对象、所需动力、阻滞工况时计算的差异性分别为：
表5-1 两种通风模式下通风计算
6结语
通风量计算时应根据交通量大小、隧道长度、纵向坡度等进行预估，在全部采用射流风机进行通风时不能满足要求时，采用分段通风。
同时根据汽车制造技术及石油提炼技术的提高，合理优化计算参数，降低通风设备功耗，以实现节能减排的效果。
参考文献:
[1] JTJ 026.1-1999 公路隧道通风照明设计规范[S]北京：人民交通出版社，2000。
