Расчет объема вентиляционного воздуха и выбор оборудования при строительстве тоннелей(3)

Воздушное сопротивление туннельного вентиляционного канала теоретически включает в себя сопротивление воздуха при трении, совместное сопротивление воздуха, сопротивление воздуха в колене вентиляционного канала, сопротивление воздуха на выходе из туннельного вентиляционного канала (прижимная вентиляция) или сопротивление воздуха на входе в туннельный вентиляционный канал. (вытяжная вентиляция), и по разным методам вентиляции существуют соответствующие громоздкие расчетные формулы.Однако в практических применениях ветровое сопротивление туннельного вентиляционного канала не только связано с вышеуказанными факторами, но также тесно связано с качеством управления, таким как подвешивание, техническое обслуживание и давление ветра в туннельном вентиляционном канале.Поэтому использовать соответствующую расчетную формулу для точного расчета затруднительно.Согласно измеренному среднему ветровому сопротивлению на 100 метров (включая местное сопротивление ветру) в качестве данных для измерения качества управления и конструкции туннельного вентиляционного канала.Среднее сопротивление ветру на 100 метров указано производителем в описании заводских параметров изделия.Таким образом, формула расчета ветрового сопротивления туннельного вентиляционного канала:

Где:

R — ветровое сопротивление тоннельного вентиляционного канала,Ns²/m⁸

R₁₀₀— среднее ветровое сопротивление тоннельного вентиляционного канала на 100 м, ветровое сопротивление на 100 м для краткости,Ns²/m⁸

L — длина воздуховода, м, L/100 — коэффициентR₁₀₀.

3.1.2 Утечка воздуха из воздуховода

В нормальных условиях утечка воздуха из металлических и пластиковых вентиляционных каналов с минимальной воздухопроницаемостью происходит в основном в местах стыка.Пока обработка соединения усилена, утечка воздуха меньше и может быть проигнорирована.Вентиляционные каналы из полиэтилена имеют подсос воздуха не только в местах стыков, но и на стенках канала и отверстиях по всей длине, поэтому подсос воздуха в тоннельных вентканалах сплошной и неравномерный.Утечка воздуха вызывает объем воздухаQ_fна конце соединения вентиляционного канала и вентилятора отличаться от объема воздухаQвблизи выходного конца вентиляционного канала (то есть необходимый объем воздуха в туннеле).Поэтому в качестве объема воздуха следует использовать среднее геометрическое объема воздуха в начале и в конце.Q_aпроходя через вентиляционный канал, то:

                                                                                                      (6)

Очевидно, что разница между Q_fQ – тоннельный вентиляционный канал и утечка воздухаQ_L.который:

Q_Lзависит от типа туннельного вентиляционного канала, количества стыков, метода и качества управления, а также диаметра туннельного вентиляционного канала, давления ветра и т. д., но в основном он тесно связан с обслуживанием и управлением тоннельный вентиляционный канал.Существует три индексных параметра, отражающих степень герметичности вентиляционного канала:

а.Утечка воздуха из тоннельного вентиляционного каналаLe: Процент утечки воздуха из туннельного вентиляционного канала к рабочему объему воздуха вентилятора, а именно:

Хотя Лeможет отражать утечку воздуха из определенного тоннельного вентиляционного канала, его нельзя использовать в качестве показателя сравнения.Следовательно, скорость утечки воздуха на 100 мLe₁₀₀обычно используется для выражения:

Коэффициент утечки воздуха туннельного вентиляционного канала на 100 м указывается производителем воздуховода в описании параметров заводского изделия.Обычно требуется, чтобы скорость утечки воздуха гибкого вентиляционного канала на 100 м соответствовала требованиям следующей таблицы (см. Таблицу 2).

Расстояние вентиляции (м)	<200	200-500	500-1000	1000-2000	>2000
Le100(%)	<15	<10	<3	<2	<1,5

б.Эффективный расход воздухаE_fтоннельного вентиляционного канала: то есть процентное отношение туннельного вентиляционного объема проходческого забоя к рабочему объему воздуха вентилятора.

Из уравнения (9):Q_f=100Q/(100-L•Le₁₀₀) (11)

Подставьте уравнение (11) в уравнение (10), чтобы получить:E_f=[(100-L•Le₁₀₀)] х100%

в.Коэффициент запаса герметичности тоннельного вентиляционного каналаΦ: То есть обратное значение эффективного расхода воздуха в туннельном вентиляционном канале.

3.1.3 Диаметр тоннельного вентиляционного канала

Выбор диаметра туннельного вентиляционного канала зависит от таких факторов, как объем подачи воздуха, расстояние подачи воздуха и размер сечения туннеля.В практических приложениях стандартный диаметр в основном выбирается в соответствии с ситуацией соответствия диаметру выходного отверстия вентилятора.С непрерывным развитием технологии строительства туннелей все больше и больше длинных туннелей выкапываются с полными секциями.Использование воздуховодов большого диаметра для строительной вентиляции позволяет значительно упростить процесс строительства туннелей, что способствует развитию и использованию полносекционных земляных работ, облегчает единовременное формирование отверстий, экономит много рабочей силы и материалов, значительно упрощает управление вентиляцией, которое является решением для длинных туннелей.Туннельные вентиляционные каналы большого диаметра являются основным способом решения проблемы вентиляции длинных туннелей.

3.2 Определяем рабочие параметры необходимого вентилятора

3.2.1 Определить рабочий объем воздуха вентилятораQ_f

3.2.2 Определить рабочее давление воздуха вентилятораh_f

3.3 Выбор оборудования

Выбор вентиляционного оборудования должен в первую очередь учитывать режим вентиляции и соответствовать требованиям используемого режима вентиляции.В то же время при выборе оборудования также необходимо учитывать, чтобы требуемый объем воздуха в тоннеле соответствовал рабочим параметрам рассчитанных выше тоннельных вентиляционных каналов и вентиляторов, чтобы обеспечить достижение вентиляционными машинами и оборудованием максимальной эффективность работы и уменьшить потери энергии.

3.3.1 Выбор вентилятора

а.При выборе вентиляторов широко используются осевые вентиляторы из-за их небольшого размера, легкого веса, низкого уровня шума, простоты установки и высокой эффективности.

б.Рабочий объем воздуха вентилятора должен соответствовать требованиямQ_f.

в.Рабочее давление воздуха вентилятора должно соответствовать требованиямh_f, но не должно быть больше допустимого рабочего давления вентилятора (заводские параметры вентилятора).

3.3.2 Выбор туннельного вентиляционного канала

а.Воздуховоды, используемые для тоннельной выемочной вентиляции, подразделяются на бескаркасные гибкие вентиляционные каналы, гибкие вентиляционные каналы с жесткими каркасами и жесткие вентиляционные каналы.Бескаркасный гибкий вентиляционный канал имеет малый вес, прост в хранении, обращении, подключении и подвешивании, имеет низкую стоимость, но подходит только для прижимной вентиляции;В вытяжной вентиляции могут применяться только гибкие и жесткие вентиляционные каналы с жестким каркасом.Из-за его высокой стоимости, большого веса, сложности хранения, транспортировки и монтажа использование давления в проход меньше.

б.При выборе вентиляционного канала учитывается соответствие диаметра вентиляционного канала диаметру выхода вентилятора.

в.Когда другие условия не сильно отличаются, легко выбрать вентилятор с низким сопротивлением ветру и низкой скоростью утечки воздуха на 100 метров.

Продолжение следует......