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公路隧道射流通风数值模拟与风机安装参数优化
| 论文题名： | 公路隧道射流通风数值模拟与风机安装参数优化 |
| 关键词： | 公路隧道;纵向通风;数值模拟;风机安装;参数优化 |
| 摘要： | 通风控制系统不但要满足隧道日常行车运营卫生、安全的要求，满足隧道火灾情况下排烟系统的有效运作以保证隧道安全运营性，而且要满足降低能源消耗和资源浪费，降低隧道运营成本的功能。因而本文旨在针对隧道的通风系统进行优化，探讨公路隧道合理、科学、节能、经济的通风系统。采用计算流体动力学软件FLUENT模拟了公路隧道射流风机各种安装条件下的流态。最终提出公路隧道射流风机在各种安装条件下的最优方案。其中主要需要优化的安装参数为： (1)风机与拱顶距离对流态影响； (2)风机左右间距离对流态影响； (3)大断面三台小功率组合与二台大功率组合的影响； (4)风机距洞口端距离与洞外自然风方向关系； (5)风机距洞口端距离与断面大小的关系； (6)弯道对风机位置的影响； (7)断面突然变大对风机布置间距的影响。 通过模拟分析后得到的主要结论有： 1、同向工况下，当风机与拱顶距离在1.94米～2.09米时，速度分布最均匀，速度大小最合适。说明当风机与拱顶距离在1.94米～2.09米时，风机布置较合适；反向工况下，当风机与拱顶距离在1.94米～2.09米时，速度分布最均匀，速度大小最合适。说明当风机与拱顶距离在1.94米～2.09米时，风机布置较合适。 2、两台风机并联安装时，同向工况下，建议两台风机横向间距取2.0m左右；反向工况下，建议两台风机横向间距取1.9m左右；三台风机并联安装时，同向工况下，建议风机横向间距取2.0m左右；反向工况下，建议风机横向间距取1.6m左右。 3、对于需要很大风量的三车道大断面隧道中，在实际的通风机选择中，可以选择三车道大断面三台小功率组合也可以选择二台大功率组合。由速度断面图可以看出：当安装两台风机时，速度分布最均匀，速度大小最合适。说明风机安装两台时，风机布置较合适。 4、当风机风速与洞外自然风在同向工况下，速度分布最均匀，速度大小最合适。说明风机安装在同向工况下时，风机布置较合适。 5、当隧道属于三车道大断面时，风机的布置不需要做特殊布置，只需要和一般断面布置方式相同即可。 6、当隧道弯曲角度为100°～120°，隧道半径为150～250m时，由数值模拟可以看出：当风机安装在弯道中间位置时，速度分布最均匀，速度大小最合适。说明风机安装弯道中间位置时，风机布置较合适。 7、当隧道中有突变时，尽量将风机安置在三车道大断面中。尽量减少风机吹出来的流场在突变处碰撞的损失。 最后，论文以雁门关特长公路隧道纵向通风系统为模型，从局部到整体进行了全面的数值模拟分析与研究，得到了许多有用的结论，并给出了雁门关公路隧道通风相应的优化建议。 |
| 作者： | 张林 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 傅钢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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