[发明专利]提取特长隧道渗漏水冷量的表冷器光管内水流速优化方法

说明书

本发明公开了一种提取特长隧道渗漏水冷量的表冷器光管内水流速优化方法，包括如下步骤：（一）计算基于最优光管长度的水流速度与光管内径；（二）计算几何运动动力误差限的误差百分比；（三）计算几何运动动力误差限的误差百分率；（四）确定优化的表冷器光管内水流流速。本发明能优化用于提取特长隧道渗漏水冷量的表冷器光管内水流速，能避免繁琐的设计参数初选、试算和校核计算，或者庞杂费时的计算传热学与计算流体力学数值仿真，迅速快捷找到提取特长隧道渗漏水冷量的表冷器光管内优化的渗漏水流流速。

技术领域

本发明属于隧道灾害防治技术领域，特别涉及一种提取特长隧道渗漏水冷量的表冷器光管内水流速优化方法。

背景技术

特长隧道变电所提供了半陷或者浅埋狭长受限空间内所需的动力用电、照明用电，可靠的供电是特长隧道安全正常运的重要保障，变电所内的显热排除及空气调节是确保变压器安全稳定运行的关键技术措施。根据GB50053的规定，变电所内变压器满负荷和全负荷率运行的上限环境温度为45℃，超过该规定值，则必须梯级降低负荷和减小负荷率。由于空间受限、气流置换困难和排热集中，地下受限空间内变电所环境温度控制一直是困扰现场的难题。

结合工程实际，王浩提出了地下变电站模块组合式通风系统，主要按地上建筑、主变压器散热室以及其他电气设备房间来构建通风模块。具体来说，以春申变电所变压器为例，袁静比较了技改前后的运行环境和通风系统能量利用效率。为了提高通风效率，通过数值计算，胡文斌对比了四种通风方式，并得出了通风降温效果较好的气流组织方案。气流组织一般与送风风口及其贴附距离密切相关，在量化了新风温度与新风风量对变压器散热影响的基础上，丁耀兴设计出了智能温控通风冷却装置，该装置主要依托进风口与排风口而构成。针对风口有效面积与气流组织之间的关系，以某地下变电站主变压器室为物理原型，Yang研究了通风方式、送风口有效面积、室外环境参数对排风参数的影响，对进风参数的反向制约，找出了最佳的送排风方式，确定了最优的有效面积分布区间，规划出了最优的排风扩散路径。采用试验实测与数值计算的对比研究，Ramos和Berza等建立了通风方式、通风量、传热系数、表面面积与变压器散热量之间的函数关系，提出了一种地下变电所数值热分区模型，优化了变电所内气流组织和温度分布，提供了区域通风设计的重要参考。

针对特长隧道变电所内环境控制的实现问题，一般常用的以光管为基础并在基管外绕翅片的翅片管，空气绕流，气尘极易分离，粉尘集聚、压实和变质，而形成垢化热阻，会显著增加流动阻力，运行工况恶化；选用光管作为表冷器管组，能解决工程现场制约，显然，采用常规的人工冷源作为变冷器循环工质，不环保，没有充分利用现场渗漏水资源，不合理，不经济。因此，利用特长隧道中的渗漏水资源作为天然冷源，利用光管表冷器提取渗漏水冷量，提供空气处理机组所需冷量，实现特长隧道变电所热工环境参数控制，经济高效，节能减排；但是，具体实施中遇到困难。具体表现为，尚未形成提取渗漏水冷量服务于特长隧道变电所的表冷器光管管内水流速计算及其优化方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种算法简单的提取特长隧道渗漏水冷量的表冷器光管内水流速优化方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种提取特长隧道渗漏水冷量的表冷器光管内水流速优化方法，是用于特长隧道变电所的渗漏水冷量提取装置的表冷器光管内水流速优化；所述特长隧道变电所的渗漏水冷量提取装置包括过滤罐、集水池、水泵、总干管、单元干管、表冷器，过滤罐放置在隧道内高处，过滤罐与集水池相连，隧道的渗漏水在过滤罐中集聚并过滤，过滤后的渗漏水流入集水池，集水池的中下部安装总干管，总干管上设有水泵，总干管的一端与集水池相连，总干管的另一端与多个单元干管一端连接，每个变电所内均设置至少一个表冷器，表冷器外围护上设有回风口和送风口，表冷器内设有蛇形盘管，每个单元干管的另一端均与一个变电所内的蛇形盘管的一端连接，每个蛇形盘管的另一端均与一根单元回水管的一端连接，所有单元回水管的另一端均连接总回水管；

其特征在于：包括如下步骤：

(一)计算基于最优光管长度的水流速度与光管内径；具体步骤为：