2车道公路隧道射流风机空间布局优化的CFD分析

为解决2车道公路隧道射流风机的空间布局优化问题,依托明堂山隧道工程,采用以往公路隧道射流风机通风效果数值模拟研究中不同的边界条件,将隧道出入口边界条件均设为大气压强,并不预先给定隧道入口风速大小。对影响射流风机升压力大小的因素,如风机纵向间距、风机布置高度、风机横向间距展开讨论,得到： 风机应设在距建筑限界15～30 cm高度处;风机横向净距应设为1.5～2倍风机直径;风机纵向间距应设在150 m以上。明堂山隧道实际风机布置方式所采用的参数均在优化结果范围内,按隧道实际长度及设计射流风机台数建模,模拟结果表明风机在进行优化布局后,隧道通风效果能够达到设计要求。     

沉管隧道射流风机布置方式研究

为了研究沉管隧道射流风机的布置方式对风机的升压折减效率的研究,优化沉管隧道射流风机的布置方式。本文采用CFD方法对沉管隧道内射流风机的布置方式进行研究,研究结果表明:对于3车道的沉管隧道,射流风机布置的最佳横向间距为3m;为了获得理想的升压效果,沉管隧道射流风机组的纵向间距为150~200m。     

射流风机在公路隧道中的应用及选型

射流风机巳在公路隧道、铁路隧道及地铁通风中被广为应用，射流风机的性能也倍受隧道通风系统设计人员及业主的重视。射流风机在公路隧道通风中占有非常重要的位置，射流风机的计算及选型将直接影响公路隧道的成本，本文就射流风机在隧道通风系统中的应用及选型等问题进行探讨。     

矩形大断面水下隧道射流风机布设位置优化仿真

矩形大断面水下隧道具有"超宽扁平"化的特点,其结构区别于一般公路隧道,因此纵向通风中射流风机布设方式也呈现出明显的差异性。为了获取矩形大断面隧道射流风机最佳的布设位置参数,以获取最佳风机升压效果,保障射流风机高效运行,以太湖水下特长公路隧道工程为矩形大断面隧道模型蓝本,利用CFD软件Fluent建立隧道射流纵向通风方式的三维模型。通过仿真模拟计算得出升压影响系数判断射流通风质量,研究射流风机安装高度、横向净间距和纵向间距对纵向通风效果的影响。结果表明:射流风机升压系数与风机距顶壁距离成正比;当风机距隧道顶壁距离为1.2D～1.4D(D为风机直径)时,升压系数为0.897～0.931;射流风机横向间距不断增加时,升压系数先增加再减小,当风机横向间距为2D～2.4D时,升压系数可超过0.9;随着射流风机纵向间距的增加,其升压系数先增加再减小,当风机纵向间距在140～170 m时,升压系数为0.887～0.936。综上,考虑到建筑限界等条件,射流风机的最佳布设位置应为:距隧道顶壁1.2D～1.4D处,风机横向间距2D～2.4D;风机纵向间距140～170 m,最优间距为150 m。     

六盘山公路隧道通风设计

本世纪60年代以来，国外修建了很多设有纵向式通风系统的高速公路和城市道路隧道，随着内纵向通风系统由安装在车道上方顶板（或拱顶）上的小口径射流风机组成。我国公路长隧道的通风方式，以往都采用横向和半横向式。给向式射流通风只是近几年才应用于公路隧道的一种通风方式。     

安琶特长隧道施工通风技术

为了解决特长隧道施工通风难题,以安琶特长隧道施工通风为实例,对不同阶段的施工通风方式,隧道施工通风需风量计算和自然风压计算; 对有利自然风压条件下射流增压需求进行了分析,并对射流巷道式通风应用效果进行了检验。结果表明： 采用射流巷道式通风,能满足特长隧道不同阶段的施工通风需求; 充分利用有利自然通风条件,能减少射流风机配置,节约成本,减少能耗。     

小竖井自然通风条件下长公路隧道通风系统模糊控制方法

依托雷家坡一号公路隧道工程,研究了小竖井自然通风条件下长路隧道通风控制系统。提出了雷家坡一号隧道冬季通风系统模糊控制方案。该方案能够根据隧道内CO浓度及交通量的变化,实时地确定公路隧道内射流风机的开启数量。在该方案的基础上,通过对射流风机产生的压力及竖井升压力进行计算,得出雷家坡一号隧道冬季竖井升压力可折减2台射流风机的结论。利用上述结论,对原有模糊控制方案进行了修正,从而优化了长公路隧道通风系统,可降低长公路隧道通风的运营成本。     

基于CFD的高寒高海拔螺旋隧道射流风机安装位置优化分析

高寒高海拔螺旋隧道不同于普通直线隧道,曲线线型与低气压将直接影响射流风机的升压效果。本文以卧龙沟1号隧道通风工程为依托,采用FLUENT软件,进行不同射流风机安装横向净距,横向偏移工况的数值模拟,分析了不同工况下流场情况、风机轴心风速、风机升压能力。研究表明:在半径为720m的螺旋隧道中,两台No112型射流风机横向净距取1.7倍的风机直径,且向螺旋曲线内侧偏移约0.5m时具有最好的射流、升压能力;射流风机纵向间距宜为100m。研究成果可作为隧道运营通风设计的参考依据。     

特长公路隧道送排式通风设备配置的优化研究

根据某特长公路隧道不同行车速度下的风量计算,运用通风网络理论,进行了送排式通风射流风机和轴流风机的优化配置研究.研究表明:竖井(斜井)分段送排通风设计时,应通过各行车速度及风量计算射流风机台数,合理配置射流风机;如按最大行车速度设计可能会导致某一速度情况下风量不足,最小行车速度设计又将导致隧道通风能力严重过剩.主风机的选型应结合射流风机设置的控制风量进行.按最大设计风量计算,将导致主风机的选型偏大;按最小设计风量计算,将导致主风机的选型偏小,而射流风机的能耗会急剧增加.     

曲线公路隧道射流风机布置方式优化研究

为分析小半径曲线隧道射流风机布置方式对风机升压折减效率的影响,优化曲线公路隧道射流风机布置方式,采用CFD方法对曲线隧道内多种风机布置方式及射流特性进行三维数值模拟计算分析。结果表明,改变并列风机组横向位置,以隧道断面轴对称线为基准向隧道内侧移动0．5m风机折减效率最高,其余位置风机折减效率不同程度下降;在满足隧道内建筑限界要求的基础上,风机组离拱顶越远风机折减效率越大;曲线隧道内,风机射流受到曲壁面的影响,射流特性较直线隧道更为复杂,风机诱导段距离约为90m,风机组纵向间距应大于100m。     

单洞双向隧道火灾疏解预案

采用理论分析和试验验证的方法对设置回车道、紧急避车带的隧道内火灾规模及烟气传播速度进行了研究。研究结果表明：可使用风机转向及开启台数控制烟气传播速度;火灾工况可按3个阶段（起火阶段、撤离阶段、灭火阶段）进行控制;在起火阶段烟气传播的速度控制应在0．5m／s左右以抑制火势的蔓延;撤离阶段应控制烟气向距离火灾区近端洞口流动,且隧道内气流速度必须大于烟气传播的速度;在灭火阶段应保证隧道内气流速度大于2．5m／s．并应向距离火灾区近端洞口流动。在每一阶段根据火灾发生位置,车辆采用顺序行使、倒退及调头（先倒退至紧急停车带、回车道）行使等措施进行疏解。     

特长公路隧道紧急停车带通风优化分析

结合秦岭终南山特长公路隧道紧急停车带设计方案,运用了CFD(计算流体动力学)方法对紧急停车带区域流态进行分析,以确定出较佳的土建结构形式并计算出紧急停车带局部通风压力损失系数。     

地下交通转换平台射流通风特性及风流组织方式研究

为探究地下交通转换平台内通风系统的合理布局，采用比尺模型试验和CFD模拟相结合的方法，研究射流风机和通风组织对地下交通转换平台内气流运动的影响。结果表明： 1）当联络通道内风机射流朝向敞开段时，为使风机升压系数Kj最大，630 mm、900 mm、1 120 mm射流风机的布设位置应距离敞开段分别大于40、50、65 m； 2）大口径射流风机具有更大的Kj，但占用的断面空间更大，且射流诱导段更长，应根据联络通道长度和高度合理选择射流风机口径； 3）地下交通转换平台的通风组织不宜采用同侧开启方式，采用对角抽吸方式时，联络通道内的污染物混入比最低、通风效率最高。     

单斜井双正洞施工通风技术研究

为解决斜井进入正洞以后通风难度大,通风效果较差的难题,引入了单斜井双正洞射流通风技术。重点介绍此新型技术的原理,斜井压入式通风模式和斜井抽出式通风模式,并对2种模式进行了对比。通过对风机选型及风机和风管的配套选型进行理论计算,说明了这种新型通风模式的科学性,通过在包家山隧道3#斜井的应用,进一步验证了这种单斜井双正洞射流通风技术的可行性,爆破15 min后CO和NO2的浓度都在国家标准控制之内。单斜井双正洞射流通风这项新型射流通风技术,摒弃了过去一直将射流通风技术仅仅应用于平行双洞的惯例,成功解决了由斜井进入正洞多工作面同时施工的通风难题。     

特长城市复杂隧道通风系统运营优化研究

为解决特长城市复杂隧道通风系统因计算复杂而导致的运营规划困难、验证初始理想运营设计方案是否可靠等问题,针对某特长城市复杂隧道,采用SES通风软件,对南北线隧道在不同运营工况下的通风量进行模拟计算。计算比较不同车速工况下隧道风机总装机功率和洞口排污比例,确定隧道轴流风机和射流风机的开启位置和开启数量;分析阻滞工况下隧道内部和出口的污染物体积分数情况,验证优化方案的可行性。经研究发现： 车辆行驶产生的活塞风不能满足特长城市复杂隧道正常运营需风量的需求,需开启部分射流风机; 离隧道主线出入口过近的排风井排污效果较差,开启后会增大隧道通风能耗。     

郑万高铁隧道口紧急救援站防灾通风方案及参数敏感性研究

为确定隧道口紧急救援站火灾工况下射流风机的最优布置方案，明确各参数对防灾通风设计方案的影响，依托郑万高铁隧道口紧急救援站工程，对火灾工况下风机的布置方案及影响因素进行研究。采用网络通风算法，研究将风机布置于正洞进口段、正洞进口段和平导进口段、正洞进口段和横通道内3种方案的优劣，以及隧道内自然风、火源位置、火灾规模及隧道纵坡等因素对正洞内及防护门处风速的影响程度及规律。研究结果表明： 1）对于隧道口紧急救援站，将风机同时布置于正洞进口段和平导进口段时需要的风机数量最少。2）隧道内自然风对隧道正洞进口段的风速影响最大，而火源位置的影响程度相对较小，火灾规模及隧道纵坡的影响规律相同；相比于隧道正洞，各因素对隧道防护门处的风速影响相对较小。3）同时考虑火灾规模、隧道纵坡、火源位置及隧道内自然风等因素时，满足防灾通风要求的风机总功率为不考虑上述因素时的2.5倍；火灾工况下，开启风机的总功率为不考虑上述因素时的3.0倍。     

带出口匝道城市隧道通风特性比尺模型试验

通风特性是影响城市隧道内外环境的关键，为深入研究带出口匝道城市隧道风量及风量分配的变化规律，获得隧道总风量及分流比的高效控制策略，基于相似理论，设计并搭建总长为38 m的1/20带匝道隧道通风比尺模型，研制可实现8台模型风机联动的变频控制系统、16个断面的速度及压力数据的实时测量与自动采集系统（该系统在风速u ≥ 2.5 m·s^-1时，比尺模型同步满足阻力、惯性力和压力相似准则），进行各通风段射流升压力变化对隧道内风量及风量分配的影响试验。结果表明：隧道主线通风段与匝道通风段风量存在联动耦合效应，当调节某通风段射流升压力时，该通风段及与之串联的通风段风量均随着射流升压力的增大而增大，与之并联的通风段，风量随射流升压力的增大而减小；总风量和分流比分别是影响城市隧道内、外环境的关键因素，调节分流前主线段射流升压力不改变分流比，但对控制隧道总风量变化最为高效，单位射流升压力作用下的总风量变化幅度达1.43%·（N·m^-2）^-1；调节分流后主线段或匝道段射流升压力对隧道总风量的影响有限，但能有效控制分流比，单位射流升压力作用下的分流比增幅分别为（-4.43，4.16）%·（N·m^-2）^-1；利用分流前主线段的射流风机控制隧道内环境，利用分流后主线段或匝道段的射流风机控制隧道外环境，是最为高效的通风控制方法。     

公路隧道射流风机设计和选型综述

系统叙述了射流风机推力计算的公式及其工作点与普通轴流风机的主要区别,讨论了射流风机设计参数确定方法和设计要点,推导了射流风机的相似设计公式,介绍了可逆式双向风机在隧道通风中的优点以及在高海拔地区射流风机的使用注意要点。     

无风门射流通风在方斗山隧道施工中的应用

利用射流风机产生的射流在隧道中形成纵向气流,满足通风设计要求,是当前发展很快的一种隧道通风技术。在方斗山隧道施工中采用无风门射流通风技术,通过计算设计了通风方案,经测试达到良好的通风效果,具有较好的经济效益。