[发明专利]匝道排风型单匝道公路隧道通风系统风量分配的计算方法

权利要求书

1.一种匝道排风型单匝道公路隧道通风系统风量分配计算方法，所述单匝道公路隧道通风系统包括主隧道以及与主隧道呈一定角度设置的匝道，所述主隧道包括进口隧道与出口隧道；其特征在于，匝道与主隧道之间的风量分配计算方法包括以下步骤：

S1，根据风流交叉口局部阻力计算公式分别计算进口隧道至匝道通风系统中的局部阻力P_1～2以及进口隧道至出口隧道通风系统中的局部阻力P_1～3；

S2，分别计算所述单匝道公路隧道通风系统中，进口隧道沿程阻力P₁、匝道沿程阻力P₂以及出口隧道沿程阻力P₃；

S3，根据步骤S1、步骤S2计算单匝道公路隧道通风系统中的总通风阻力P，并引入分风比χ，以及匝道与主隧道的断面面积比γ，其中：所述分风比χ为匝道通风量Q₂与隧道需风量Q₃的比值；γ为匝道断面积S₂与主隧道断面积S₃的比值；

S4，计算无匝道设置的情况下，从出口隧道直接排风的隧道通风系统中的总阻力P’；

S5，计算分风比χ存在的条件下，ΔP＝P-P′＜0最小时，分风比χ的值，即：匝道排风型单匝道公路隧道通风系统总阻力P和直接从出口隧道排风的通风系统总阻力P′差值小于零，引入土建影响因素A、B，其中：

其中：λ₁为主隧道沿程摩擦阻力系数，无量纲常数；λ₂为匝道沿程摩擦阻力系数，无量纲常数；L₁为主隧道中进口隧道长度，单位m；L₂为匝道长度，单位m；d₁为主隧道当量直径，单位m；d₂为匝道当量直径，单位m；θ为匝道与主隧道夹角，单位°；K_a为摩擦阻力影响系数，无量纲常数；ρ为空气密度，单位kg/m³；υ₃为出口隧道断面风速，单位为m/s；

当ΔP值最小时，分风比根据分风比χ以及隧道需风量Q₃的值，确定匝道通风量Q₂。

2.根据权利要求1所述的匝道排风型单匝道公路隧道通风系统风量分配计算方法，其特征在于，步骤S3中，引入分风比χ，以及匝道与主隧道的断面面积比γ后，所述单匝道公路隧道通风系统中的总通风阻力P计算公式如下：

步骤S4中，所述出口隧道直接排风的隧道通风系统中的总阻力P’的计算公式如下：

3.根据权利要求1所述的匝道排风型单匝道公路隧道通风系统风量分配计算方法，其特征在于，步骤S5中，K_a的计算方法如下：

其中，公式(a)中，ρ为空气密度，单位kg/m³；λ为主隧道沿程摩擦阻力系数；

K_a的取值如下：当a值为0.002～0.005时，K_a取值为1；当a值为0.005～0.010时，K_a的取值范围为1.1～1.25；当a值为0.010～0.015时，K_a的取值范围为1.25～1.35；当a值为0.015～0.020时，K_a的取值范围为1.35～1.50；当a值为0.020～0.025时，K_a的取值范围为1.50～1.65；当a值为0.025～0.030时，K_a的取值范围为1.65～1.80。