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城市道路隧道交通风作用下壁面压力的特性研究
| 论文题名： | 城市道路隧道交通风作用下壁面压力的特性研究 |
| 关键词： | 城市道路隧道;交通风;自然通风口;数值模拟;壁面压力 |
| 摘要： | 对于城市道路隧道而言，其分区长度除需考虑隧道内允许的最大纵向通风速度与各种污染物的临界浓度外，还需从环保角度考虑隧道洞口及排风口的各类污染物排放总量及浓度。因此需采用多竖井组合式的通风方式，但其机械通风塔的建设很难与城市建筑及景观相配合，且增加建设难度与费用。在隧道壁面直接开设自然通风口，交通风力与自然风力的综合作用使得风口内外形成一定压差，从而利用风口置换隧道内空气，近年来这种新兴的通风方式得到了迅速发展。但现行设计规范对这种通风方式并无相关参数可供参考，因此有必要对这种通风方式进行研究。 本文利用数值模拟方法，应用Fluent系列软件对单纯交通风作用下，单向交通隧道的壁面未开设通风口时，顶、侧壁面各点压力的变化与分布规律进行了研究，结果表明：不同车速及阻塞比工况下，受车辆运行的影响隧道顶、侧壁面各点处压力时正时负，且处于周期性变化之中。在一个周期的时间段内，隧道顶、侧壁面总体的正压时间权重都基本保持在0.2左右，相应的负压时间权重都基本保持在0.8左右；隧道顶、侧壁面总体的负压均值的绝对值都大于正压均值，隧道侧壁面的总体正压均值及负压均值的绝对值皆大于顶壁面的相应数据，但差值很小，在10％之内。同一时刻，隧道内同一断面处，顶壁面的压力分布基本均匀；沿隧道内车辆行驶方向，顶壁面压力呈周期性变化且总体增大的规律，各个周期内的峰、谷值都沿该方向呈增大趋势。 基于以上研究结论，本文对城市道路隧道自然通风口的开设位置及通风情况进行了研究。结合实际工程建设难度、费用及通风管段的阻力情况，对比隧道顶、侧壁面开设自然通风口的优劣性，结果表明风口应设置在隧道顶壁面处。隧道同一断面，顶壁面横向方向的不同位置开设相同参数的自然通风口时，其通风情况相同。隧道壁面均匀布置自然通风口时，风口的总体进风量大于排风量，则自然通风口对污染物的分流作用较小，因此对于实际工程应具体分析风口的进排风对隧道内污染物的稀释作用，确定自然通风方式是否满足通风需求及是否需辅助加设机械通风设备；需在隧道顶壁面局部区域集中开设自然通风口时，应选择靠近隧道出口的顶壁面处，以最大程度利用交通风力，分流隧道内污染物。本课题的研究，既可为隧道相关课题的研究提供参考，也可为城市道路隧道开设自然通风口，这种通风方式的设计提供参考。 |
| 作者： | 王晓磊 |
| 专业： | 环境工程 |
| 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： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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