曲線公路隧道營運通風關鍵參數研究.pdf

1、隨著我國公路隧道事業(yè)的不斷發(fā)展，縱多復雜化的公路隧道不斷的涌現出來，對通風基礎理論及隧道通風系統提出了更高的要求。本論文依托目前正在修建的雙螺旋曲線隧道即干海子隧道和鐵寨子Ⅰ號隧道工程，采用了數值計算、試驗及現場測試相結合的手段，對隧道通風的基礎理論及曲線隧道營運通風系統中的關鍵參數進行了系統、詳細的研究。研究的結果主要體現在以下幾個方面：
　　 ⑴隧道內及管道內非穩(wěn)態(tài)流動條件下，瞬態(tài)壁面摩擦阻力較穩(wěn)態(tài)壁面摩擦阻力存在一定的差別

2、。論文以管道系統為研究對象，對流量線性增長和遞減多種工況進行了試驗研究。研究結果表明，對于流量線性遞增工況，瞬態(tài)壁面切應力表現出四個階段，階段一瞬態(tài)壁面切應力迅速提高并高于穩(wěn)態(tài)壁面切應力，階段二瞬態(tài)壁面切應力緩慢增加并逐漸小于相應穩(wěn)態(tài)值，階段三瞬態(tài)壁面切應力義迅速增加超過穩(wěn)態(tài)值，階段四瞬態(tài)壁面切應力與穩(wěn)態(tài)值的變化保持一致。對于流量線性遞減工況，瞬態(tài)壁面切應力表現出三個階段，階段一和階段二，瞬態(tài)壁面切應力均快速減小并小于相應穩(wěn)態(tài)值，階段三

3、瞬態(tài)壁面切應力緩慢增加并超過穩(wěn)態(tài)值。以上瞬態(tài)壁面切應力的變化過程主要是由于非穩(wěn)態(tài)流動慣性和湍流滯后性造成的，這種影響程度及瞬態(tài)壁面切應力的變化會隨著流動加速度或減速度和初始流動狀態(tài)的變化而變化。
　　 ⑵對曲線隧道沿程阻力采用三維穩(wěn)態(tài)數值計算。結果表明，隧道斷面風速和斷面形式對沿程阻力系數的影響很??；當半徑小于2000m時，沿程阻力系數隨曲線隧道半徑的減小迅速增大，當半徑大于2000m時，曲線隧道沿程阻力系數較直線隧道相差較小。

4、本論文提出了適用于半徑小于2000m曲線隧道沿程阻力系數的計算方法。
　　 ⑶采用移動網格技術對曲線隧道內汽車產生的交通風力和交通風進行了三維非穩(wěn)態(tài)模擬計算。研究結果發(fā)現，曲線隧道內汽車在不同車道行駛時產生的交通風力差別很??；汽車在不同半徑曲線隧道內行駛時產生的交通風力差別較大，汽車行駛產生的交通風力隨著曲線隧道半徑的減小逐漸增加；車速的提高明顯有利于提高隧道內交通風的大小，但對汽車有效空氣阻力系數將產生負面影響。行車間距的增加

5、將有利于提高隧道內汽車有效空氣阻力系數的大小。
　　 ⑷對兩螺旋曲線隧道射流風機的優(yōu)化布置采用了三維數值計算和現場實測相結合。研究結果表明，風機組向隧道內側即左側移動0.5m時，風機升壓折減系數較其他位置明顯提高；風機組向隧道外側即右側移動時，風機升壓折減系數明顯降低；當風機組間距為2.4m，風機組向隧道內側移動0.5m時，風機升壓折減系數最高。曲線隧道內射流需經過90-120m才能得到充分的發(fā)展，斷面平均靜壓達到最大，隧道進入