一种新型三区段喷雾系统及降尘性能研究

为解决隧道爆破粉尘排除难和粉尘质量浓度超标的问题，设计了新型三区段喷雾系统并对其相关参数开展研究。基于自行搭建的喷雾降尘试验平台，分析隧道爆破粉尘样本粒径特征与喷嘴适用性； 利用CFD软件对喷嘴不同布置方式与入射角度进行数值模拟，分析雾滴场中质量浓度、速度和粒径等特征的变化规律； 通过现场应用测试新型喷雾系统降尘性能。研究结果表明： 1）隧道沿程粉尘峰值体积频率向小粒径方向移动，且峰值体积频率不断增大； 2）直径1.9 mm的广角型实心锥形喷嘴对近掌子面处的粉尘抑尘效果更佳，1.2 mm的精细型实心锥形喷嘴适用于小粒径粉尘除尘； 3）随着入射角度的增加，雾滴直接入射区域内质量浓度超过1 g/m3的面积先增加后减小； 4）喷嘴置于顶部、侧部和底部时，最佳入射角度分别为60°、60°和45°。现场应用表明，采用三区段喷雾系统后，各测点位置呼吸尘和全尘降尘效率均高于75％，与原有控尘措施相比，平均降尘效率提高了42.71％，能有效改善洞内施工人员作业环境和阻止隧道内粉尘向外扩散。     

侧向排烟城市道路隧道的水幕阻烟隔热性能研究

为探究侧向排烟城市道路隧道的水幕阻烟隔热作用，并为隧道的水幕设计和消防疏散提供参考，使用FDS软件对水幕模型进行数值模拟计算。在8 MW的火灾规模下，研究隧道顶部2个喷头和4个喷头2种布置方式，0.08、0.1、0.25、0.4 MPa 4种水喷头工作压力、侧向排烟量大小、排烟口间距和数量等主要因素对隧道水幕阻烟隔热性能的影响，分析比较烟气扩散范围、温度及能见度的变化规律，评估隧道疏散救援环境。结果表明： 水幕系统能抑制隧道内烟气的扩散，阻止隧道温度过快上涨，并能改善隧道内的能见度； 水幕系统在排烟量增加、排烟口间距减小、排烟口数量增加的情况下，阻烟隔热性能更明显； 水幕系统对隧道内能见度的改善作用只维持于火灾发生的前中期，后期效果将减弱，因此消防救援工作应在火灾发生的前中期开展。     

高地温尼格隧道综合降温体系研究

为解决高地温隧道因高温引发的热害问题,以红河州建水—元阳高速公路的尼格隧道为依托,基于能量平衡原则设计各降温措施的适用区间。采用CFD软件模拟进行对照分析,研究尼格隧道现场采用降温措施的效果,构建高地温隧道综合降温体系。结果表明： 1）围岩温度T<32 ℃时采用单通风管道,在围岩温度32 ℃≤T≤40 ℃时采用双通风管道,在围岩温度40 ℃<T≤48 ℃时增设局部雾炮车喷雾降温,在围岩温度T>48 ℃增设冰块降温,且在实际应用中温降可达到理论计算值。2）增大通风量对降温速率的影响最大,可提升37.7%;冰块降温次之,可提升11.6%;喷雾降温提升效果最差,仅提升3.2%;但是对于降温幅度,冰块降温>增大通风量>喷雾降温。3）增大通风量可以加快洞内空气的置换流通,宜作为基础降温措施;冰块降温通过融化吸热可实现大规模的温降,可用在热害等级较高的隧道;喷雾降温可实现局部区域的降温、除尘和加湿,可作为掌子面辅助降温措施实现对隧道的局部降温。     

基于单片机控制的汽车智能降温系统

在高温曝晒下,汽车内部温度会急剧升高,会降低司乘人员驾驶舒适度甚至诱发身体疾病,导致"车内悲剧",解决车内温度在曝晒下迅增问题急不可待。文章以半导体制冷片的peltier效应和太阳能光伏发电为技术核心,设计了一种高温曝晒下车内智能降温系统。系统由车体模块和控制模块两部分组成,通过对单片机进行功能控制,驱动半导体制冷模块运转,在不启动发动机的前提下完成车体的整个内外循环降温。通过理论计算,并设计fluent仿真、简化装置及整车实体三个实验验证系统的可行性。实验结果表明,该系统可以实现系统环境与外界进行大气交换,实现了降温智能化、低碳化,同时通过车内温度实时监测及远程控制,提高了驾驶舒适性和安全性。     

荷电改善燃油雾化的实验研究

将静电技术应用于燃油喷雾燃料，目的是研制一种全新的燃油燃烧技术－荷电喷雾燃烧，对这一燃烧方式进行冷态荷电喷雾实验研究，在实验研究过程中研制了燃油荷电装置，荷质比测定装置和燃油雾滴的捕集液，准确地进行了荷质比，雾滴粒径的测量。并首次对PIV技术应用于荷电喷雾的实验研究，实验研究结果表明：在相同条件下，燃油荷电后将使雾滴粒径有较大幅度的降低，喷雾流场变得均匀，松散、贯穿距减小。     

冬季道路交通事故为何多发

冬季,降温、大雾、雨雪冰冻等恶劣天气多发,能见度低,行车受此影响,驾驶人反应能力下降,辨别能力也下降,再加上盲目驾驶、路面湿滑等原因,容易引发交通事故。在这种情况下,一个很小的不良驾驶习惯,往往可能导致严重的交通事故。     

倾斜隧道火灾时高温烟气流蔓延特征研究

利用FDS数值计算手段,针对倾斜隧道发生火灾时隧道内的环境场进行数值模拟。通过分析火灾时隧道内烟气蔓延规律、温度分布,以及能见度变化特征,研究隧道倾斜段对火灾时隧道内环境场的影响。结果表明:隧道坡段的存在对高温烟气的蔓延、温度,以及能见度具有较大的影响,并且给隧道内人员的疏散逃生带来新的问题。     

秦岭特长公路隧道群通风设计

高等级公路上的特长隧道,由于车辆密度大。在隧道运行时排出废气多,影响隧道中空气质量。如不采用良好的通风设备,以新鲜空气置换隧道内的污染空气,将会影响司乘人员健康,同时汽车行驶在隧道内会散发出烟雾,掀起粉尘。降低隧道内能见度,不利于行车安全。尤其是在隧道内因交通事故而塞车时,甚至发生火灾的特殊情况下,通风就显得越发重要。而特长公路隧道通风方式的确定是通风设计中的关键,它依赖于诸如交通量、气流速度、废气标准等复杂因素。GZ40秦岭特长公路隧道群单洞长34079m,本文结合秦岭特长公路隧道群的工程实际情况,对运营通风进行了技术设计,并对特长公路隧道通风设计提出了新的看法和认识。     

盾构法施工隧道个体降温防噪设备设计研究

为有效改善盾构隧道内施工人员个体作业环境,降低施工人员个体作业温度和接触噪声,通过调研、系统总结、软件建模等方法,分析隧道内高温及噪声对作业人员身心健康的影响,从设备设计依据、应具备的主要功能、关键技术参数、设计方案比选、总体方案设计、工作原理等方面对个体降温防噪设备进行设计研究,研发一种盾构法施工隧道作业环境个体防护设备。该设备由特制防护服、轻量化定位通信制冷器、降噪耳机、小型便携式电源等组成,创新性地将降温、防噪、通信及定位功能结合起来,实现个体防护设备功能的多样化和实用化,特别适用于具有作业人员少、粉尘含量低等特点的盾构法施工隧道。     

泡沫喷淋系统在高速公路特长隧道中的应用

结合浙江省台金高速公路苍岭隧道消防系统的具体实施,详细介绍隧道专用泡沫喷雾灭火系统在高速公路特长隧道中的设计和应用。这种系统是目前国际上最先进、最理想的隧道灭火方案之一,其有效实施为自动喷雾一泡沫消防系统的推广应用提供了成功经验。     

隧道火灾试验监测系统设计与开发

隧道防灾减灾关键技术研究中,火灾是研究重点之一。在隧道中进行火灾试验时,采集准确可靠的试验数据非常重要。介绍设计、开发的一套监测系统,其用于监测试验过程中的温度、风速、辐射、能见度、失重率及烟雾成分等参数,可为隧道火灾研究提供可靠、准确的数据支撑。     

基于动静结合的公路隧道洞口设计综合评价体系研究

随着国民经济发展、人民精神生活的丰富,隧道洞口设计由于影响驾驶体验而逐渐受到重视,但目前针对公路隧道洞口的设计评价主要从结构安全出发,对洞口景观环境和洞口美学的考量较少,缺乏对隧道洞口设计综合评价体系的研究;并且评价角度主要从静态视觉角度展开,忽略了行车过程中驾驶人的动态视觉特性,缺乏对洞口设计安全性问题的思考。鉴于此,以层次分析法为基本评价分析框架,建立隧道洞口设计综合评价体系;采用德尔菲法、灰色系统理论确定以功能、景观环境、美学为准则层的评价指标,并通过层次分析法计算得出功能、景观环境、美学指标的权重为0.662∶0.232∶0.106;基于模糊数学理论,提出了以专家和普通群众为评价主体、采用专家打分法和驾驶模拟试验的公路隧道洞口设计综合评价方法;并考虑洞口设计在动态视觉特性下对驾驶安全的影响,针对隧道洞口设计安全性问题提出了眼动仪测试评价方法,构建了一套公路隧道洞口设计综合评价体系。以云南省富龙高速板仑隧道洞口设计方案为例,采用综合评价体系计算得出隧道洞口设计方案为结构安全、环境友好、景观优美的优秀方案;并通过对试验者眼动数据的分析得出隧道洞口设计方案不存在安全隐患问题。该案例验证了综合评价体系的合理性,可为隧道洞口设计及综合评价提供一定的借鉴参考。     

雪山隧道照明监控策略分析

雪山隧道全长12.9 km,在隧道界属于长隧道,且连接台北及宜兰两地之重要孔道,仅30 min开车路程即可到达,有效地繁荣宜兰当地观光产业,因此每逢假日皆可吸引大批游客进入宜兰,故隧道照明设计系以安全为主要诉求。隧道照明系依CIE设计准则进行规划,以消除用路人进入隧道时之黑洞效应及长时间行驶于隧道内之闪烁效应,为了随时应付隧道外日夜气候变化及隧道内交通与环境状况,合理及快速调变照明程度是一件重要之工作,因此发展1套合适之隧道照明监控策略是有其必要性。此监控系统,除了依据设置于洞外之辉度计,量测洞口周遭辉度情形外,相关交通讯息、隧道环境状况及事故事件等因素皆是影响到隧道照明之需求,故良好的隧道监控设施架构,将有助于隧道照明控制是否顺畅之表现,且在符合隧道安全考量下与节约用电达到一平衡点,以获得最佳控制流程。     

杨仙岭隧道通风设计可行性验算研究

隧道内的空气污染,既造成对人体的危害,又影响行车安全。当CO等含量增加时,会对人体产生不同程度的中毒症状,甚至危及生命。另外,污染空气中的烟雾会影响能见度,烟尘含量达到一定程度后,可使能见度下降到妨碍行车安全的程度。因此,隧道通风主要对CO、烟雾和异味进行稀释。本文详细阐述了隧道通风设计的计算过程,供广大工程技术人员参考。     

公路特长隧道互补式通风模式的火灾安全性研究

互补式通风是近年来出现的一种新型、节能的通风模式。为了研究和评估其在火灾工况下的安全性,采用火灾模拟软件FDS建立了隧道局部模型。根据设备性能及管理水平,设定联络风道内风机及风阀关闭时间为120 s。然后分析了着火后相邻隧道内的火灾烟气蔓延规律、温度场分布以及能见度状况。分析结果表明:联络通道风阀关闭前,将会有少量烟气蔓延至相邻隧道,根据温度场和能见度场判断,影响程度在可控范围内;联络通道内风阀关闭后,相邻隧道不再受着火隧道影响。对照国际道路协会(PIARC)研究报告中的人员安全标准,互补式通风模式能满足火灾情况下的安全运营要求。     

阿公店水库引水隧道穿越南二高施工变更设计案例讨论

阿公店水库越域引水隧道工程为阿公店水库更新计划内之一部分,对台湾南部大高雄地区之用水需求居重要地位.因隧道需穿越南二高高架桥桥墩基础,有鉴于南二高系台湾南部重要之交通要道,细设规划施工方式是否造成桥墩沉陷存有疑虑,经研商后决议进行变更设计修改隧道线形,并进行改线隧道路线之地质调查,将所得地质参数数据利用数值仿真分析,进行桥梁结构安全影响评估,分析结果之沉陷量及角变量,皆小于容许范围,配合适当之施工方式及完备之监测系统,显示量测结果与数值仿真之值相符,显示本次施工变更设计案例,由变更设计规划至隧道施工完成,均能有效掌握隧道周围及地表之变位情形,保障南二高高架桥安全.     

基于驾驶人因的夜间高速公路隧道入口区域诱导系统优化研究

驾驶人夜间进行道路视认及驾驶决策的难度较大,夜间高速公路隧道入口区域事故频发且严重性高。从驾驶人因角度出发,考虑进入隧道过程中驾驶状态变化,将隧道入口区域分为决策段、接近段、入口段及过渡段,并设计由隧道反光环、警示型线形诱导标、柔性警示柱及防撞桶等组成的隧道入口区域视线诱导系统,缓和隧道入口区域视觉环境的剧烈过渡,降低驾驶任务决策难度。利用模拟实验对所提方案进行评价。结论表明,视线诱导系统可有效改善夜间隧道入口驾驶人视区过渡,缓和驾驶任务,保障交通安全。     

空气辅助和无空气辅助SCR系统尿素喷雾特性的对比试验研究

利用高速摄影技术,对空气辅助和无空气辅助两种典型的柴油机氮氧化物(NOx)选择催化还原(SCR)尿素喷射系统,在常温常压下的尿素喷雾特性和在定容燃烧弹内对空气辅助喷射系统在不同温度下的尿素喷雾特性进行了可视化试验研究.结果表明,随着尿素溶液喷射速率的提高,空气辅助喷射系统的喷雾贯穿距增大,喷雾锥角变小,且随着环境温度的上升贯穿距明显减小,发生碰壁现象的可能性减小;而无空气辅助喷射系统的喷雾形态则基本不受喷射速率的影响.应用粒子动态分析仪(PDA)对两种喷射系统的喷雾粒径分布进行的测试结果表明,空气辅助喷射系统的喷雾液滴粒径明显小于无空气辅助喷射系统,因而具有良好的喷雾特性.     

团雾天气对高速公路交通安全的影响机理研究

团雾具有突发性强、能见度的变化呈现跳跃式、多发生在日出后、影响范围不确定等特征,对高速公路交通安全影响极大,往往造成连环追尾事故.团雾对高速公路交通安全的直接影响主要体现在路面附着系数和能见度的降低,间接影响主要体现为行驶速度的改变.路面附着系数的降低会导致高速行驶的车辆产生侧滑或甩尾现象,继而增大了驾驶员的心理压力,促使其降低车速;能见度的降低,阻碍了驾驶员及时获取有效的路况信息,无法准确地调整驾驶行为,也会增加驾驶员的驾驶负荷,导致车速的改变.     

一种基于车道线检测获取道路能见度方法

针对能见度低环境下驾驶不安全的问题,提出一种基于车道线检测获取道路能见度方法。首先在原始图像底部区域利用hough变换进行直线拟合获得车道线,然后利用区域生长法获得雾天道路与天空的分界线,通过坐标转换获得车道线的消失点以及道路与天空分界线在实际车道中的位置,最后结合能见度模型,实时进行能见度值的计算。使用该方法进行能见度值的获取可以作为低能见度预警系统的基础和前提,该方法对于智能辅助驾驶等领域具有重要的实际应用价值。