气流量Q r2，入口匝道的空气流量Qbl;出口主干道和出口匝道分叉处的空气流 量Qrn，出口匝道的空气流量Qen，出口主干道的空气流量Q r(n+1); (1-1-1)建立第一动量方程： Aripi+AbipizdCOS0_Ar2P2 - PQr2Vr2-PKblQblVblCOsP-pQrlVrl j 其中，p为空气密度系数，KblS入口匝道与入口主干道连接处的送风口升压动量系数； 计算机利用公式计算入口主干道的空气流速vrl，入口主干道和入口匝道汇 合处的空气流速Vr2,入口匝道的空气流速Vbl; 计算机使Phd = P1，将Vrl、Vr2和Vbl代入第一动量方程，整理后得到入口匝道段送风压力 增量Δ pbi:(1-1-2)建立第二动量方程 ArnPn-AenP2zdC0SQ-Ar(n+l)P(n+l) - PQr(n+l) Vr(n+l)+PKenQenVenCOSCI_pQrnVrn ; 其中，Ken为出口匝道与主干道连接排风口升压动量系数； 计算机利用公式-计算出口主干道和出口匝道分叉处空气流速Vrn，出 口匝道空气流速ven，出口主干道的空气流速νη(η+υ; 计算机使p2zd=ρ(η+υ，将Vrl、Vr2和 Vbl代入第二动量方程，整理后得到出口匝道段的排风 压力增量Apen:(1-1-3)计算机设定 ^ n J -r .1J \ ΛΛ J -Γ 1.1 y ~~I.IJT .I, I 其中，APel为第i个竖井的排风口升压力，APbl为第i个竖井的送风口升压力，i = 1，···，n_2; Qn为第i个竖井的空气流量，Ari为第i个中间段的主干道断面积，Vri为第i个中间段的 空气流速，VrU+υ为第i + Ι个中间段的空气流速，Ar(1+1)为第i + Ι个中间段的断面积，ΔΡ(31为第 i个竖井的排风口升压力，Qel为第i个竖井的排风口排风量，Qn为第i个中间段的空气流量， Kei为第i个竖井的排风口升压动量系数，Wi为第i个竖井的排风口空气流速，Qbi为第i个竖 井的送风口送风量，Qr(i+i)为第i+Ι个中间段的空气流量，Kbi为第i个竖井的送风口升压动量 系数， Vbl为第i个竖井的送风口空气流速，&为第i个竖井的送风通道与公路隧道顶部的夹 角；其中，&为第1个竖井底部的空气浓度比，Ci为第i个竖井底部的空气浓度比，Ci+1为第i+ 1个竖井底部的空气浓度比，Qreql为入口主干道的需风量，Qreql与入口主干道检测的CO浓度 成正比，Qreq(1+1)为第i+Ι个中间段的需风量，Q req(1+1)与第i+Ι个中间段检测的⑶浓度成正 比，Cbi为第i个竖井的送风浓度比；，其中，Cbl为入口匝道的空气浓度比，Q reqlzd 为入口匝道的需风量，Qreqlzd与入口匝道检测的⑶浓度成正比，C(n-2)为第n-2个竖井底部的 空气浓度比，Qreq2Zd为出口匝道的需风量，Qreq2zd与出口匝道检测的⑶浓度成正比，C 2zd出口 匝道的空气浓度比； Qbi * ( l_Cbi) =Qreq(i+l)_(Qri_Qei) * (l~Ci)； (1-2)计算机计算入口隧道段的送风量的初值QL及入口隧道段风量初值Qi;1=1. m表示入口匝道段与首个送风量待定的竖井之间送风量已定竖井的个数； Qreqj为第j个中间段的需风量； QbJ为第j个竖井的送风量； Cbj为第j个竖井的送风浓度比； 判断入口匝道段与首个送风量待定的竖井中所有竖井底部的空气浓度比C值，若有任 意一竖井底部的空气浓度比〇1，则不断增加入口匝道段的送风量，直至所有的竖井底部 的空气浓度比C均< 1时得到Qb〇,使Qrl = Qb0; 当m>0时，计算第2至第m+1个中间段的Qr及Vr，其中Qr利用递推公式Qr(j+i) = Qrj-Qej+Qbj 获得； 判断C时： 顺序号为1的竖井底部的空气浓度比c Vrl 顺序号>1的竖井底部的空气浓度比，采用如下公式求解：(1-3)计算机计算下一个送风量待定竖井的送风量初值(?，若当前送风量待定竖井的 顺序号为i，则：其中，为第j个中间段的需风量，Qsfl为第i个竖井底部气流中的等效新鲜空气量， QbJ为第j个竖井的送风量，为第j个竖井的送风浓度比，π/表示当前送风量待定竖井与其 前方首个送风量待定竖井之间送风量已定竖井的个数； 判断当前送风量待定竖井前方至首个送风量待定竖井中所有竖井底部的空气浓度比C 值，若有任意一竖井底部的空气浓度比〇1，则不断增加当前送风量待定竖井的送风量，直 至所有的竖井底部的空气浓度比C均< 1时得到Qbl; 计算第i+1至i+n/+l个中间段的Qr及vr; 判断C时采用公￥t求解； (1-4)计算机循环步骤（1-3)，直至得到从入口匝道段至出口匝道段所有竖井的送风量 Qb，入口匝道段、出口匝道段和所有中间段的Qr及Vr; (1-5)计算机计算入口匝道段、出口匝道段和所有中间段的压力△ Pl及所需射流风机台 数Ji; (1-6)确定各个竖井内轴流风机参数和隧道内射流风机参数，返回步骤（1-1)，用得到 的风机参数代替步骤(1-1)中预设的风机参数； (1-7)计算机循环步骤（1-1)至（1-6)直至确定入口匝道段、出口匝道段和所有中间段 合理的轴流风机及射流风机参数，安装轴流风机及射流风机。2.根据权利要求1所述的出入口有匝道的公路隧道风机设置方法，其特征是，所述步骤 (1-5)的压力&口1利用如下公式计算得到：&口1=&口11-&口 1^+&卩1^; 同时，在入口匝道与入口主干道的连接处，应有 Λ ρι= Δ pizd 其中，A p! = Λ ptl- Λ prl- Λ pml+ Σ Δ pji， A plzd - A ptlzd- A prlzd- A pmlzd+ Σ A pjlzd ; 在出口匝道与出口主干道的连接处，应有 A P(n+1)= A P2zd? 其中，Δ ρ(η+1)= Δ pt(n+1)- Δ pr(n+1)- Δ pm(n+1)+ Σ A pj(n+1)， A P2zd - A pt2zd_ A Pr2zd_ A Pm2zd+ Σ Δ pj2zd ; 其中，Apri为第i个中间段与Vr相关的通风阻抗力，Apti为第i个中间段与^相关的交 通通风力，A Pmi为第i个中间段的自然风阻力，Σ △ pjlzd为入口匝道内射流风机群总升压 力，Σ Δμ1为第1区段主干道内射流风机群总升压力，Σ Aw(n+1)为出口主干道射流风机群 总升压力，Σ Δ仍22(1为出口匝道内射流风机群总升压力，Δ pt2zd为出口匝道的交通通风力， A pr2zd为出口匝道的通风阻抗力，A pm2zd为出口匝道的自然风阻力，Δ ptlzd为入口匝道的交 通通风力，A Prlzd为入口匝道的通风阻抗力，△ Pmlzd为入口匝道的自然风阻力。3. 根据权利要求1所述的出入口有匝道的公路隧道风机设置方法，其特征是，所述步骤 (1-5)的射流风机台数乃通过以下两式计算：A pkl为第i个中间段的每台射流风机升压力，vkl为第i个中间段的射流风机的出口风 速，Akl为第i个中间段的射流风机的出口面积，△?51、^1、1 1中的下标1^仅代表射流风机，1代 表该风机所在的中间段顺序号，m为第i个中间段的射流风机位置摩阻损失折减系数。4. 根据权利要求1所述的出入口有匝道的公路隧道风机设置方法，其特征是， Qei/QriS 1.0，Qbi/Qr(i+i) < 1.0,0.9<Ci< 1.0,0<Cizd< 1.0,0.5<C2zd< 1.0。5. 根据权利要求1或2或3或4所述的出入口有匝道的公路隧道风机设置方法，其特征 是，CO浓度检测装置包括MQ-2传感器、MQ-135传感器、CO传感器和微处理器，微处理器分别 与MQ-2传感器、MQ-135传感器、CO传感器和计算机电连接； 还包括如下步骤： MQ-2传感器、MQ-135传感器和⑶传感器检测气体信号，微处理器收到⑶传感器的检测 信号Sl(t)、MQ-2传感器的检测信号S2(t)，MQ-135传感器的检测信号S3(t); 微处理器利用公式 signal(t) = Sl2(t) + (Sl(t)-S2(t) )2+(Sl(t)-S3(t) )2计算得到去除干扰后的气体检 测信号signal(t)，微处理器计算并得到signal(t)在时间T内的平均值signal，计算机利用 公式signal XSS计算并得到入口主干道、入口匝道、各个中间段、出口匝道、出口主干道的 需风量;其中，SS为设定的需风量转换系数。
【专利摘要】本发明公开了一种出入口有匝道的公路隧道风机设置方法，所述公路隧道包括入口匝道段、n?1个依次排列的中间段和出口匝道段，入口匝道段包括入口主干道和与入口主干道夹角为β的入口匝道，出口匝道段包括出口主干道和与出口主干道夹角为α的出口匝道；每对相邻中间段交界处均设有一个竖井，各个竖井和各个中间段均按照从公路隧道入口至出口的顺序依次编号；在入口主干道、入口匝道、各个中间段、出口匝道、出口主干道上均设置CO浓度检测装置。本发明具有计算速度快、计算精度高、有效节省建设成本的特点。
【IPC分类】E21F1/08
【公开号】CN105715290
【申请号】CN201610047985
【发明人】项小强, 吴德兴, 李伟平, 朱盖军
【申请人】浙江省交通规划设计研究院
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月25日