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双洞公路隧道洞口污染物扩散规律的研究
| 论文题名： | 双洞公路隧道洞口污染物扩散规律的研究 |
| 关键词： | 纵向通风;双洞公路隧道;洞口污染物;扩散规律;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来,由于建设用地有限且纵向通风建设费用相对较低等原因,纵向通风在公路隧道通风中被广泛采用。但在纵向通风方式中,单洞双向交通不能充分利用交通风,且单洞双向交通事故率远远高于双洞单向交通,促使双洞单向隧道逐渐成为发展的主流。但与此同时,“二次污染”问题逐渐凸显,导致通风效果不够理想,通风能耗大大增加。高浓度的污染物从洞口排出后将在大空间里进行扩散,对周围环境也会产生不利影响。 针对纵向通风的双洞公路隧道,本课题采用数值模拟的方法,分析研究了几种主要因素影响下的二次污染与洞外污染物的扩散,结果表明:当排风洞口风速一定时,随着进口风速的增加二次污染率不断增大;当进口风速一定时,二次污染率随着排风速度的增加逐渐减小。无环境风时:给定洞间距下存在一个最不利通风速度使得二次污染最高,并且随着洞间距的增大这一通风速度也随之增大,而二次污染极大值逐渐减小,由洞间距0m时的44.46％降低为32m时的10.08%;采用MATLAB中的regress函数得出了洞间距和通风速度作用下的二次污染率的计算模型;洞间距小于等于8m时应当考虑二次污染的影响;给定通风速度下,随着洞间距的增加,排风洞口气流向前扩散的距离会增加。存在环境风时:环境风向与排风气流夹角在0°~180°之间时,给定洞间距下二次污染率随夹角的增大呈先增大后减小的趋势,且在夹角为90°时最大;以90°为参考角度,增大或减少相同角度后的风向对应的二次污染率并不相等,且增大角度下的二次污染率大于减小角度后的值;污染物的扩散很大程度上受风向的制约,洞外污染物将沿着下风向扩散;给定洞间距工况,均存在一个最不利环境风速使得二次污染率最大,且洞间距越大这一环境风速越大;利用regress函数对洞间距和环境风速进行回归,得出了二次污染率的回归模型。研究了两种降低二次污染的措施:双洞之间设置隔墙,在隔墙高度足够时,尽量设置长度较长、高度较低的隔墙以减少初投资;错开一定长度修筑上行隧道洞口与下行隧道洞口。 |
| 作者： | 张桂莲 |
| 专业： | 热能工程 |
| 导师： | 邢金城 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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