入口有匝道的公路隧道风机设置方法技术

本发明专利技术公开了一种入口有匝道的公路隧道风机设置方法，所述公路隧道包括入口匝道段和n个依次排列的区段，入口匝道段包括入口主干道和与入口主干道夹角为β的入口匝道；每对相邻区段交界处均设有一个竖井，各个竖井和各个区段均按照从公路隧道入口至出口的顺序依次编号；在入口主干道、入口匝道和各个区段上均设置CO浓度检测装置。本发明专利技术具有计算速度快、计算精度高、有效节省建设成本的特点。

【技术实现步骤摘要】
201610049127

【技术保护点】
一种入口有匝道的公路隧道风机设置方法，其特征是，所述公路隧道包括入口匝道段(1)和n个依次排列的区段(2)，入口匝道段包括入口主干道(11)和与入口主干道夹角为β的入口匝道(12)；每对相邻区段交界处均设有一个竖井(4)，各个竖井和各个区段均按照从公路隧道入口至出口的顺序依次编号；在入口主干道、入口匝道和各个区段上均设置CO浓度检测装置；包括如下步骤：(1‑1)计算机中设有入口主干道断面积为Ar1，空气压力为p1；入口匝道断面积为Ab1，空气压力为p1zd；入口主干道和入口匝道汇合处的断面积均为Ar2，空气压力为p2；入口主干道的空气流量Qr1，入口主干道和入口匝道汇合处的空气流量Qr2，入口匝道的空气流量Qb1；(1‑1‑1)建立动量方程：Ar1p1+Ab1p1zdcosβ‑Ar2p2＝ρQr2vr2‑ρKb1Qb1vb1cosβ‑ρQr1vr1，其中，ρ为空气密度系数，Kb1为入口匝道与入口主干道连接处的送风口升压动量系数；计算机利用公式计算入口主干道的空气流速vr1，入口主干道和入口匝道汇合处的空气流速vr2，入口匝道的空气流速vb1；计算机使p1zd＝p1，将vr1、vr2和vb1代入动量方程，整理后得到入口匝道段送风压力增量Δpb1：Δpb1=p2-p1]]>=2Ar2Ar1Qb1Qr2[Qb1Qr2+(1-Ar1Ar2)Qr2Qb1+Ar1Ar2Kb1vb1vr2cosβ-2]·ρ2vr22;]]>(1‑1‑2)计算机设定vr(i+1)=Qr(i+1)Ar(i+1),Δpei=2QeiQri[(2-Kei·veivri)-QeiQri]·ρ2·vri2,]]>Δpbi=2QbiQr(i+1)[(Kbivbicosβivr(i+1)-2)+QbiQr(i+1)]ρ2vr(i+1)2,Qr(i+1)=Qri-Qei+Qbi;]]>其中，Δpei为第i个竖井的排风口升压力，Δpbi为第i个竖井的送风口升压力，i＝1，...，n‑1；Qri为第i个竖井的空气流量，Ari为第i个区段的主干道断面积，vri为第i个区段的空气流速，vr(i+1)为第i+1个区段的空气流速，Ar(i+1)为第i+1个区段的断面积，Δpei为第i个竖井的排风口升压力，Qei为第i个竖井的排风口排风量，Qri为第i个区段的空气流量，Kei为第i个竖井的排风口升压动量系数，vei为第i个竖井的排风口空气流速，Qbi为第i个竖井的送风口送风量，Qr(i+1)为第i+1个区段的空气流量，Kbi为第i个竖井的送风口升压动量系数，vbi为第i个竖井的送风口空气流速，βi为第i个竖井的送风通道与公路隧道顶部的夹角；C1=Qreq1Qr1,]]>Ci+1=(Qri-Qei)·Ci+Qreq(i+1)+Qbi·CbiQr(i+1),]]>其中，C1为第1个竖井底部的空气浓度比，Ci为第i个竖井底部的空气浓度比，Ci+1为第i+1个竖井底部的空气浓度比，Qreq1为入口主干道的需风量，Qreq1与入口主干道检测的CO浓度成正比，Qreq(i+1)为第i+1个区段的需风量，Qreq(i+1)与第i+1个区段检测的CO浓度成正比，Cbi为第i个竖井的送风浓度比；其中，Cb1为入口匝道的空气浓度比，Qreq1zd为入口匝道的需风量，Qreq1zd与入口匝道检测的CO浓度成正比；Qbi·(1‑Cbi)＝Qreq(i+1)‑(Qri‑Qei)·(1‑Ci)；(1‑2)计算机计算入口隧道段的送风量的初值及入口隧道段风量初值Qb00=Qr10=Σj=1m+1Qreqj-Σj=1mQbj·(1-Cbj)]]>m表示入口匝道段与首个送风量待定的竖井之间送风量已定竖井的个数；Qreqj为第j个区段的需风量；Qbj为第j个竖井的送风量；Cbj为第j个竖井的送风浓度比；判断入口匝道段与首个送风量待定的竖井中所有竖井底部的空气浓度比C值，若有任意一竖井底部的空气浓度比C＞1，则不断增加入口匝道段的送风量，直至所有的竖井底部的空气浓度比C均≤1时得到Qb0，使Qr1＝Qb0；当m＞0时，计算第2至第m+1个区段的Qr及vr，其中Qr利用递推公式Qr(j+1)＝Qrj‑Qej+Qbj获得；判断C时：顺序号为1的竖井底部的空气浓度比顺序号＞1的竖井底部的空气浓度比，采用如下公式求解：Ci+1=(Qri-Qei)·Ci+Qreq(i+1)+Qbi·CbiQr(i+...

【技术特征摘要】
1.一种入口有匝道的公路隧道风机设置方法，其特征是，所述公路隧道包括入口匝道
段(1)和n个依次排列的区段(2)，入口匝道段包括入口主干道(11)和与入口主干道夹角为β
的入口匝道(12)；每对相邻区段交界处均设有一个竖井(4)，各个竖井和各个区段均按照从
公路隧道入口至出口的顺序依次编号；在入口主干道、入口匝道和各个区段上均设置CO浓
度检测装置；包括如下步骤：
(1-1)计算机中设有入口主干道断面积为Ar1，空气压力为p1；入口匝道断面积为Ab1，空
气压力为p1zd；入口主干道和入口匝道汇合处的断面积均为Ar2，空气压力为p2；入口主干道
的空气流量Qr1，入口主干道和入口匝道汇合处的空气流量Qr2，入口匝道的空气流量Qb1；
(1-1-1)建立动量方程：
Ar1p1+Ab1p1zdcosβ-Ar2p2＝ρQr2vr2-ρKb1Qb1vb1cosβ-ρQr1vr1，
其中，ρ为空气密度系数，Kb1为入口匝道与入口主干道连接处的送风口升压动量系数；
计算机利用公式
计算入口主干道的空气流速vr1，入口主干道和入口匝道汇
合处的空气流速vr2，入口匝道的空气流速vb1；
计算机使p1zd＝p1，将vr1、vr2和vb1代入动量方程，整理后得到入口匝道段送风压力增量
Δpb1：
Δp b 1 = p 2 - p 1 ]]> = 2 A r 2 A r 1 Q b 1 Q r 2 [ Q b 1 Q r 2 + ( 1 - A r 1 A r 2 ) Q r 2 Q b 1 + A r 1 A r 2 K b 1 v b 1 v r 2 c o s β - 2 ] · ρ 2 v r 2 2 ; ]]>(1-1-2)计算机设定
v r ( i + 1 ) = Q r ( i + 1 ) A r ( i + 1 ) , Δp e i = 2 Q e i Q r i [ ( 2 - K e i · v e i v r i ) - Q e i Q r i ] · ρ 2 · v r i 2 , ]]> Δp b i = 2 Q b i Q r ( i + 1 ) [ ( K b i v b i cosβ i v r ( i + 1 ) - 2 ) + Q b i Q r ( i + 1 ) ] ρ 2 v r ( i + 1 ) 2 , Q r ( i + 1 ) = Q r i - Q e i + Q b i ; ]]>其中，Δpei为第i个竖井的排风口升压力，Δpbi为第i个竖井的送风口升压力，i＝
1，...，n-1；
Qri为第i个竖井的空气流量，Ari为第i个区段的主干道断面积，vri为第i个区段的空气
流速，vr(i+1)为第i+1个区段的空气流速，Ar(i+1)为第i+1个区段的断面积，Δpei为第i个竖井
的排风口升压力，Qei为第i个竖井的排风口排风量，Qri为第i个区段的空气流量，Kei为第i个
竖井的排风口升压动量系数，vei为第i个竖井的排风口空气流速，Qbi为第i个竖井的送风口
送风量，Qr(i+1)为第i+1个区段的空气流量，Kbi为第i个竖井的送风口升压动量系数，vbi为第
i个竖井的送风口空气流速，βi为第i个竖井的送风通道与公路隧道顶部的夹角；
C 1 = Q r e q 1 Q r 1 , ]]> C i + 1 = ( Q r i - Q e i ) · C i + Q r e q ( i + 1 ) + Q b i · C b i Q r ( i + 1 ) , ]]>其中，C1为第1个竖井底部的空气浓度比，Ci为第i个竖井底部的空气浓度比，Ci+1为第i+
1个竖井底部的空气浓度比，Qreq1为入口主干道的需风量，Qreq1与入口主干道检测的CO浓度
成正比，Qreq(i+1)为第i+1个区段的需风量，Qreq(i+1)与第i+1个区段检测的CO浓度成正比，Cbi为第i个竖井的送风浓度比；
其中，Cb1为入口匝道的空气浓度比，Qreq1zd为入口匝道的需风量，
Qreq1zd与入口匝道检测的CO浓度成正比；
Qbi·(1-Cbi)＝Qreq(i+1)-(Qri-Qei)·(1-Ci)；
(1-2)计算机计算入口隧道段的送风量的初值及入口隧道段风量初值 Q b 0 0 = Q r 1 0 = Σ j = 1 m + 1 Q r e q j - Σ j = 1 m Q b j · ( 1 - C b j ) ]]>m表示入口匝道段与首个送风量待定的竖井之间送风量已定竖井的个数；
Qreqj为第j个区段的需风量；
Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：项小强，朱盖军，
申请(专利权)人：浙江省交通规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33