压入式通风计算实例

2、通风计算【２0０9—8-16】
根据隧规及其条文说明,风量计算主要从四个方面予以考虑,即按洞内最多工作人员数所需得新鲜空气,计算出所需风量Q1;按在规定时间内,稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生得有害气体到允许得浓度,计算出所需风量Q2;根据不同得施工方法,按坑道内规定得最小
风速,计算出所需风量Q3;当隧道内采用内燃机械施工时,还须按内燃
设备得总功率(kｗ),计算出所需风量Ｑ４;通过上述计算,取Ｑmａx=Max(Q1,Q２,Q3,Q４),再考虑风管得损失率(百米漏风率β),即确定洞内所需得总供风量Q机,从而确定风机得功率与风管得直径、
(1)计算参数得确定
一次开挖断面:S=80m２(铁路双线隧道,仰拱以上全断面施工)
一次爆破耗药量:G=2８8kg(一次开挖长度4.２m)
通风距离:L＝２８00m
洞内最多作业人数:m=６0人
爆破后通风排烟时间:t≤3０min
通风管直径:φ＝１800mｍ
管道百米漏风率:β=1、5%(或管道百米漏风率:P=1.5%)
【我国所有通风系统设计文献只能提供直径８00mm以下通风管道得技术性能数据。

对特长隧道使用得新型大直径管道,目前尚无确切得实测数据。

根据秦岭隧道Ⅱ线平导与长梁山隧道进口段分别对DSＲ系列φ１.３m与φ1.5m直径软管得现场测试分析,在设计中暂可取P１00=(１.1～2。

0)%或β=(1。

5~２.5)%,管道沿程阻力系数(达西系数)λ=０、０12～0、0
１５,或当空气密度ρ＝１。

2ｋg/m３时,取管道摩擦阻力系数α=１、8×１0-3~2、2５×１０
-3kｇ/ｍ3。

】
(2)风量计算
①按洞内最多工作人员数所需得新鲜空气,计算:
Ｑ１=3·ｍ=3×60＝180 ( m３／min)
式中3—隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为３m3／mｉｎm-同一时间洞内工作最多人数,按６0人计
②按全断面开挖,3０分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生得有害气体到允许得浓度,计算:
按压入式通风,铁路工程施工技术手册·隧道(下册),式15-4:
Q２=7。

8/ｔ［G(Ｓ·L S)2］1／3
=(7.8/３0)＊(288＊802＊72、６2)１/3=5５5 ｍ3/min 式中V1-一次爆破产生得炮烟体积V１＝S×Ls =８0×72。

6=58０8 m3
S—一次开挖得断面面积,按8０m2
Ls—炮烟抛掷长度,按经验公式Ls=15＋G/5＝15+28８／5=７2.6m
G－同时爆破得炸药消耗量,G=2８8ｋg
V2-一次爆破产生得有害气体体积V2=a·Ｇ=４0×１0-3×2８8=11．52 m3
a—单位重炸药爆破产生得有害气体换算成CO得体积,40L/kg
Ｋ—CO允许浓度,取１00ｐpm,换算为1×10-４m3
t- 通风时间,取3０ｍin。

或者, 按下式计算符号意义同上:
Q2=V1－(K·V1t+1/ V2)1/t=V1［1-(k×V1/ V２)1/ｔ] =５51 m3/miｎ
③按洞内允许最低风速,计算:
Q3＝60·Ｖ·Ｓ=６０×０、1５×８0=7２０ｍ3/min 式中V—洞内允许最小风速,隧规规定全断面开挖时取值0．15m／s
S—开挖断面积,80m２
60—min与s换算常数
④按稀释内燃机废气计算风量:
考虑在洞内同时有2台ZＬ50D型装载机(功率１58kw)与３辆T8１5自卸车(功率210kw)作业,总功率736kｗ,,按隧规1kw需供风量不小于3m3/ｍin,算得:
Q4＝９４6×3=15４6 m3/mｉn
【所计算得总风量Q4即就是为稀释内燃设备排放废气得总通风量,而不就是指工作面要求得新风量、一般情况下,隧道通风设备得设计风量也由此控制。

】
通过上述四种情况下通风量得计算,设备供风能力取:
Ｑｍａx＝Max(Q1,Q２,Q3,Q4)=1５４６m３/ｍｉn。

洞口风机风量得计算:
对于长大隧道,管道得漏风现象造成入口处与出口处得风量差别很大,按百米漏风率(取β=1。

５％)计算。

Q机＝Q max／(1—β)L／1０0=1546/(１-1。

5%)２８０0／１00＝２3６０m3/mｉn。

【注1:先计算漏风系数p=1／(1－β)L/100 =1/(1-28０0·1、3/1０0)=１.5３,也可、】【注2:若β=２、0％,则Q机=272２pa;若β＝2.５％,则Q机＝3141pa;这两个计算结果都没有上述可行,但国内得风管β＝1.5～2、5%。

以资比较、】
【注3:若装载机2台自卸车3台时,总功率946kw,Q max=19８7 m3/mｉn,则Q机= ３０３3 m3/min;若β＝２、０%,则Q机=349８pa;若β=2。

5％,则Q机=403７pa、以资比较。

】
【公式有下列两个,当Ｐ1００=β时,则计算出得漏风系数P不一样,用P10０计算得P值要大。

】或
式中L--管道长度, m;
P100——平均百米漏风率;
β—-百米漏风率。

(3)风压计算
通风机应有足够得风压以克服管道系统阻力,即ｈ＞h阻,按下式
计算:
h阻=∑h动+∑ｈ沿＋∑h局=4９71pa
其中: ①管口动压h动一般可考虑为５０ｐａ。

②沿程压力损失计算:
ｈ沿＝α·Ｌ·Ｕ·p·Qｍax2·g／ｓ3=447４ｐa;
式中α-风管摩擦阻力系数,取α＝3×10—4kg.ｓ2/m3
L－风管长度,取28００ｍ
U—风管周边长,π·Ｄ=5．65２m
p－漏风系数,P=１/(1-β)L/100=1、４42５,β=1.3％
Ｑmａx－计算掌子面所需风量,１9８7 ｍ３／min并折合成33。

12m3/ｓ
g—重力加速度,取9．８ｍ／s2
S—风管截面积,π·Ｄ2／4=2。

５434ｍ2;D—风管直径１．8ｍ【注:若采用直径1。

6m得风管,则h沿＝80５８pa,太大,机械选型难;从计算可以瞧出用直径1.8m得更合适。

】
或者,按铁路工程施工技术手册·隧道(下册)式15—８,计算如下:
h沿=α·Ｌ·P·Ｑｍax２·g/s３=31０2,4４７4ｐａ;
式中α－风管摩擦阻力系数,取α=3×10—４ｋg、s2/m3
Ｌ—风管长度,取2800m
P-风管周边长,π·D=5.65２m
Q mａｘ-计算掌子面所需风量,１９87 m３/min并折合成3３。

12m3／s
ｇ-重力加速度,取9。

8ｍ/ｓ2
S-风管截面积,π·D２/4=２。

543４m２;Ｄ－风管直径1.8ｍ
【注1:若采用直径1、6ｍ得风管,则ｈ沿=５5９7ｐa;从计算可以瞧出用直径1、8ｍ得更合适。

】
【注2:与上面得算式比较,少乘以漏风系数p=1。

442、】
③局部压力损失,按沿程压力损失得１０％进行估算:
h局=h沿×10%=44７。

４pa
【直线隧道风流不转弯,风管断面不变化时,可不予考虑,即h局=0pa、】。