Розрахунок об'єму вентиляційного повітря та вибір обладнання при будівництві тунелів (3)

Опір повітря тунельного вентиляційного каналу теоретично включає опір тертя повітря, опір повітря в суглобі, опір повітря вентиляційного каналу, опір повітря на виході каналу тунельної вентиляції (вентиляція під тиском) або опір повітря на вході каналу тунельної вентиляції (витяжна вентиляція), і відповідно до різних методів вентиляції існують відповідні громіздкі формули розрахунку.Однак у практичних застосуваннях опір вітру тунельної вентиляційної труби пов’язаний не лише з вищезазначеними факторами, але також тісно пов’язаний з якістю керування, наприклад підвішуванням, технічним обслуговуванням і тиском вітру тунельної вентиляційної труби.Тому для точного розрахунку важко використовувати відповідну розрахункову формулу.Відповідно до виміряного середнього опору вітру 100 метрів (включаючи місцевий опір вітру) як дані для вимірювання якості управління та конструкції вентиляційного каналу тунелю.Середній опір вітру 100 метрів вказано виробником в описі заводських параметрів продукції.Отже, формула розрахунку вітрового опору вентиляційного каналу тунелю:

Де:

R — опір вітру вентиляційного каналу тунелю,Ns²/m⁸

R₁₀₀— Середній опір вітру вентиляційного каналу тунелю 100 метрів, коротко опір вітру 100 м,Ns²/m⁸

L — Довжина повітроводу, м, L/100 становить коефіцієнтR₁₀₀.

3.1.2 Витік повітря з повітропроводу

У звичайних умовах витік повітря металевих і пластикових вентиляційних каналів з мінімальною повітропроникністю відбувається в основному на стику.Поки обробка суглоба посилена, витік повітря менший, і його можна ігнорувати.Вентиляційні канали ПЕ мають витік повітря не тільки на стиках, а й на стінках каналів і шпильках по всій довжині, тому витік повітря тунельних вентиляційних каналів є постійним і нерівномірним.Витік повітря викликає об'єм повітряQ_fна кінці з’єднання вентиляційного каналу та вентилятора має відрізнятися від об’єму повітряQбіля випускного кінця вентиляційного каналу (тобто об’єм повітря, необхідний у тунелі).Тому в якості об’єму повітря слід використовувати середнє геометричне об’єму повітря на початку і в кінціQ_aпроходячи через вентиляційний канал, потім:

                                                                                                      (6)

Очевидно, різниця між Q_fі Q - тунельний вентиляційний канал і витік повітряQ_L.який є:

Q_Lпов’язане з типом вентиляційного каналу тунелю, кількістю з’єднань, способом і якістю управління, а також діаметром вентиляційного каналу тунелю, тиском вітру тощо, але в основному це тісно пов’язане з обслуговуванням та керуванням тунельний вентиляційний канал.Існують три індексних параметра, що відображають ступінь негерметичності вентиляційного каналу:

a.Витік повітря тунельного вентиляційного каналуLe: Відсоток витоку повітря з тунельного вентиляційного каналу до робочого об’єму повітря вентилятора, а саме:

Хоча Лeможе відображати витік повітря певного тунельного вентиляційного каналу, його не можна використовувати як індекс порівняння.Тому швидкість витоку повітря на 100 метрівLe₁₀₀зазвичай використовується для вираження:

Швидкість витоку повітря з тунельного вентиляційного каналу на 100 метрів вказана виробником каналу в описі параметрів заводського продукту.Зазвичай вимагається, щоб швидкість витоку повітря з гнучкої вентиляційної труби на 100 метрів відповідала вимогам наведеної нижче таблиці (див. Таблицю 2).

Відстань вентиляції (м)	<200	200-500	500-1000	1000-2000	>2000
Le100(%)	<15	<10	<3	<2	<1,5

b.Ефективний обсяг повітряE_fтунельного вентиляційного каналу: тобто відсоток об’єму тунельної вентиляції поверхні тунелю до робочого об’єму повітря вентилятора.

З рівняння (9):Q_f=100Q/(100-L•Le₁₀₀) (11)

Підставляємо рівняння (11) у рівняння (10), щоб отримати:E_f=[(100-L•Le₁₀₀)] х100%

в.Коефіцієнт запасу витоку повітря тунельного вентиляційного каналуΦ: тобто зворотне значення ефективного об’єму повітря тунельного вентиляційного каналу.

3.1.3 Діаметр тунельного вентиляційного каналу

Вибір діаметра тунельного вентиляційного каналу залежить від таких факторів, як обсяг подачі повітря, відстань подачі повітря та розмір секції тунелю.У практичних застосуваннях стандартний діаметр переважно вибирається відповідно до ситуації відповідності діаметру вихідного отвору вентилятора.З безперервним розвитком технології будівництва тунелів все більше і більше довгих тунелів викопується повними секціями.Використання повітропроводів великого діаметру для будівельної вентиляції може значно спростити процес будівництва тунелю, що сприяє просуванню та використанню виїмки з повним перетином, полегшує одноразове утворення отворів, економить багато робочої сили та матеріалів, а також значно спрощує управління вентиляцією, що є рішенням для довгих тунелів.Тунельні вентиляційні канали великого діаметру є основним способом вирішення протяжної вентиляції тунельних конструкцій.

3.2 Визначити робочі параметри необхідного вентилятора

3.2.1 Визначити робочий об’єм повітря вентилятораQ_f

3.2.2 Визначити робочий тиск повітря вентилятораh_f

3.3 Вибір обладнання

Вибір вентиляційного обладнання повинен передусім враховувати режим вентиляції та відповідати вимогам використовуваного режиму вентиляції.У той же час, під час вибору обладнання також необхідно враховувати, щоб необхідний об’єм повітря в тунелі відповідав параметрам продуктивності вищерозрахованих тунельних вентиляційних каналів і вентиляторів, щоб гарантувати, що вентиляційні машини та обладнання досягають максимального ефективність роботи та зменшення витрат енергії.

3.3.1 Вибір вентилятора

a.У виборі вентиляторів широко використовуються осьові вентилятори через їх невеликі розміри, малу вагу, низький рівень шуму, простоту монтажу та високу ефективність.

b.Робочий об'єм повітря вентилятора повинен відповідати вимогамQ_f.

в.Робочий тиск повітря вентилятора має відповідати вимогамh_f, але воно не повинно бути більше допустимого робочого тиску вентилятора (заводські параметри вентилятора).

3.3.2 Вибір тунельного вентиляційного каналу

a.Повітроводи, які використовуються для вентиляції виїмок, поділяються на безкаркасні гнучкі вентиляційні канали, гнучкі вентиляційні канали з жорстким каркасом і жорсткі вентиляційні канали.Безкаркасний гнучкий вентиляційний повітропровід має невелику вагу, простий у зберіганні, транспортуванні, підключенні та підвішуванні, має низьку вартість, але він підходить лише для вентиляції, що запресовується;У витяжній вентиляції можуть використовуватися тільки гнучкі і жорсткі вентиляційні короби з жорстким каркасом.Через високу вартість, велику вагу, складність у зберіганні, транспортуванні та установці використання тиску в проході менше.

b.При виборі вентиляційного каналу враховується, щоб діаметр вентиляційного каналу відповідав вихідному діаметру вентилятора.

в.Коли інші умови не сильно відрізняються, легко вибрати вентилятор із низьким опором вітру та низькою швидкістю витоку повітря на 100 метрів.

Далі буде......