[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

说明书

本发明涉及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，该方法通过引入匝道与主隧道之间的分风比χ、断面面积比γ以及土建影响因素A、B，计算分风比χ存在的条件下，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′差值最小时，分风比χ的值，作为满足通风系统设计要求前提下，实现通风系统装机功耗最小时，匝道与主隧道之间的风量分配，既解决了现有利用匝道排风的单匝道公路隧道通风系统风量分配设置不合理、通风系统能耗高问题；同时，所述的风量分配计算方法可以直接量化匝道通风量与主隧道通风量之间的比值，具有简单、迅速、快捷的特点。

技术领域

本发明涉及隧道通风领域，具体涉及一种可以快速确定匝道排风型单匝道公路隧道通风系统中最佳节能工况下，匝道及主隧道风量分配的计算方法。

背景技术

近年来修建了不少长隧道、特长隧道以及隧道群，隧道占公路里程比重不断增大。随着隧道建设技术不断提高以及运营的需要，隧道趋势是越修越长、越修越宽，技术越来越难、越复杂。秦岭终南山隧道、厦门翔安隧道、青岛胶州湾隧道、上海长江隧桥等重点工程相继建成通车，且已成为城市道路的重要组成部分，并与城乡公路、城市轨道交通、城市道路等多种交通系统相互衔接、协调工作，突显了疏解交通压力，增强城乡交通畅通性、改善交通环境的作用。其中，城市隧道由于其交通功能需求，需修建大量的进出口匝道，以解决城区间的交通衔接功能，这样对于本来就已复杂的通风网络系统增加了不少挑战，同时也带来了诸如风量分配、风机设置、系统节能等一系列问题。

隧道通风系统一直是隧道运营期间的能耗大户。如何在保证所有行车区域的设计风量满足相关要求的前提下尽量减少通风系统装机功率一直是行业内研究的重点。

例如：曹会芹等申请了“隧道施工通风管道风量分配控制器”的发明专利，通过在三通接头底部设置有柱状凹槽，解决了现有隧道施工通风管道两侧工作面所需风量得不到合理分配造成通风时间延长且浪费能耗、延误工期的问题。慕志光等申请了“制冷设备及其风量分配板”的发明专利，简化了风道的结构，通往各制冷室的冷风都经由风量分配板进行统一分配，从而可以实现对各风道支路中风量的较精确控制。潘代威等申请了“一种地下矿山通风系统及风量分配方法”发明专利，解决地下矿山多中段同时采矿通风问题。李凤军申请了“一种风量分配系统”发明专利，通过控制系统采集数据，调节分配至各室内区域的风量大小，以调节各室内区域的空气质量，提高分配至各室内区域的风量利用率。姚志军等申请了“送风管的风量分配机构”的发明专利，可以根据需要调整导风板在主管体中的偏转角度，控制向不同出风口送出不同的风量，满足现场的实际需求，提高送风系统使用效率。

归纳起来，上述专利涉及的实质性内容，主要在于研究风量分配装置、控制系统反馈调节风量的控制方法等问题；但是，对于利用匝道排风的单匝道公路隧道通风系统中匝道与主隧道的风量分配、土建参数对风量分配的影响以及通风系统节能计算均未进行阐述和解决。

发明内容

为了实现在满足通风设计的前提下，尽可能降低隧道通风系统中的风机功耗，本发明提供了一种可以快速确定匝道排风型单匝道公路隧道通风系统中，通风系统所需通风机功率最小前提下，匝道及主隧道之间风量分配的计算方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：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；主隧道与匝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；