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污水隧道纵向通风CFD仿真模拟与试验研究
| 论文题名： | 污水隧道纵向通风CFD仿真模拟与试验研究 |
| 关键词： | 污水隧道;穿山隧道;隧道通风;CFD;数值模拟;模拟模型 |
| 摘要： | 伴随着我国城市化规模不断扩大,市政基础建设已经成为城市发展的主要支柱,是城市发展的生命线.隧道作为一种常见的市政基础设施,其数量和长度日趋增长,污水穿山隧道近年来也有兴建.隧道通风在隧道施工和运营中起着至关重要的作用,世界各国对隧道通风的研究工作都非常重视.本文在国内外隧道通风理论和工程实例的研究基础之上,总结了大中型隧道施工过程和运营时期通风系统的主要形式、特点及适用条件,并结合贵阳市龙洞堡片区污水排放工程,对污水穿山隧道通风系统的特性进行了研究.文中利用不可压缩流体在水平等直径管道中定常流动的一维常规计算理论,建立污水隧道通风和对流传质的数学模型；运用空气动力学的相关定律,对比冬季无竖井隧道和有竖井隧道自然通风的效果。从风压和热压的关系上，分析竖井在隧道自然通风中的作用。论证利用自然风稀释污水隧道内有害气体浓度的理论可行性.从量纲分析和相似理论的基本原理出发,探讨了表征空气运动规律的各种物理量之间的关系式,推导相似条件,建立污水隧道的缩尺模型.通过试验测量无支管通风系统、"一送二排"通风系统和"二送一排"通风系统内二氧化碳的浓度分布,并拟合浓度分布函数及其与送风量的关系曲线,进而评价不同通风形式稀释风管内二氧化碳气体浓度的有效性.同时,运用CFD模拟计算软件AirPak建立隧道通风模型,对模型进行数值模拟计算,并验证了模拟结果.隧道通风系统,尤其是公路和铁路隧道的通风研究在国内外已经有一个世纪的研究历史.但对于污水穿山隧道的通风问题,由于其地域的特殊性和自身的功能特点,国内外几乎没有类似的研究.本课题通过对管内流动理论的分析,相似理论的充分论证,以及试验模型测试,并结合数值模拟对实际工程的通风性能进行了分析.本课题的研究成果对污水穿山隧道通风的工程设计有一定的参考价值. |
| 作者： | 于燕玲 |
| 专业： | 供热、供燃气、通风与空调工程 |
| 导师： | 由世俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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