Способ управления вентиляцией автодорожных тоннелей с односторонним движением транспортных средств Советский патент 1985 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горному делу и транспортному строительству и может быть использовано для пров ривания автодорожных тоннелей с одн сторонним движением. Известен способ проветривания сквозных горньк выработок, включающий создание воздушного потока по выработке вентиляторами. При этом для исключения ветрового воздейстВИЯ на воздушный поток в выработке создаваемой вентиляторными установками, на порталах выработки монтируются зазоры (шторы) в виде металлических рам с плотной материей ГО Недостатком этого способа являет ся необходимость устройства сложной автоматизированной системь упра ления затворами при движении транспортных средств, что делает практически неприменимым этот способ при интенсивном движении автотранспорта Наиболее близким к изобретению техническим решением является спосо проветривания горных выработок, заключающийся в изменении скорости , движения естественного воздушного потока в тоннеле i2. Недостатками известного способа являются необходимость установки дополнительных устройств в виде дуг образных закрылков у портелов выработки и невозможность его осуществления при отсутствии естественного ветрового потока или несовпадении его направления с расположением горной выработки. Цель изобретения - упрощение и повышение эффективности проветривания тоннелей путем создания устойчивого эжекционно-поршневого эффекта по всей длине тоннеля, Указанная цель достигается тем, что согласно способу, заключающему в изменении скорости движения естественного воздушного потока в тоннеле, изменение скорости воздушног потока осуществляют путем создания временного интервала между движущимися транспортными средствами, величину которого определяют из вы ражения .(V elfpJTp|Vel04 :1 . где ui - временной интервал, с; бо - размерный коэффициент, с; I/ - коэффициент заполнения сечения тоннеля автотранспортом; - поправочньм коэффициент ослабления действия эжекционно-поршневого эффекта, учитывающий интенсивность движения автотранспорта в тоннеле; Vj,, - заданная скорость движения автотранспорта в тоннеле, м/с; Vg - скорость естественного ветрового потока: с положительным знаком - для попутного ветра, с отрицательным - для встречного, м/с; (Vgl - абсолютная величина скорости ветрового потока, м/с; р (VVe) гр - изменение давления в возVP 1душном потоке в зоне за движущимся транспортом при создании эжекционно-поршневого эффекта, да Па; р - плотность воздуха при атмосферном давлении, кг/м,, На чертеже схематически показано движение воздушных потоков и транспорта в автодорожном тоннеле, где Vg - скорость встречного ветрового потока; сх заданная скорость движения автотранспорта; V - местная скорость воздушного потока за счет действия эжекционно-поршневого эф-фекта при движении автомобилей в тоннеле; Vp - осредненная скорость воздушного потока на выходе из тонне ля; 4-1 - требуемый временной, интервал движения автотранспортных средств. Для определения требуемого временного интервала &i , при котором создается местный воздушный поток со скоростью V.. , по абсолютной величине превосходящей скорость встречного ветра Vg , что является условием обеспечения и управления проветриванием тоннеля, рассмотрим расходный режим при движении воздушных потоков в тоннеле. Расход воздушного потока в тониеле о начала движения автомобилей составляет: V.I5. , С2 где S - площадь поперечного сечения тоннеля; NP - абсолютное значение скоро ти ветра. Поток воздуха с расходом в ПР пятствует возникновению встречных потоков, вызванных действием как поршневого эффекта при движении автомобилей в тоннеле, так и эжекционного эффекта, обусловленного яв нием разрежения воздуха в зоне, примыкающей к движущемуся транспорту. Расход воздуха, вызванный действием поршневого эффекта, составляет ( где 3„ - площадь лобового сечения автомобилей, м ; коэффициент ослабления эжекционно-поршневого эфф кта при одновременном движении нескольких авто мобилей в одном ряду; интенсивность движения, маш/мин; скорость ветра в тоннеле (имеет положительный знак, если поток ветра попутный с направлением движения автотранспорта, отрицательныйпри встреч ном ветре 1. Аналогично уравнению (3) опреде ляется расход потока воздуха, наведенного децутвием эжекционного эффекта (скоростного напора), e-,(V,-VJ , (,} Р - атмосферное давление; где ,„ Р. изменение давления в воздушном потоке из-за действия скоростного напо .„(V где р - плотность воздуха. Сложив б и 0 , получаем расход местного воздушного потока, образованного действием эжекхщонно поршневого эффекта: (VVel(| . (М Используя выражения (-2) и (61 пределяем расход потока воздуха в оннеле при движении в нем колонны втомобилей (результирующий расходjf: KlVal-C f ( ep-WoS оделив все члены выражения 5, получаем VV|Vel o(VVe) де Y- коэффициент заполнения поеречного сечения тоннеля автотранс-, ортом. Автодорожный тоннель будет проветиваться и процессом проветривания ожно управлять в том случае, если V 7|Vg| , т.е. когда интенсивность вижения автомобилей в единицу вреени, например за I мин, составит Если представить, нто 60/п 4t то временной интервал движения автомобилей, при котором создается стабильный местиы) воздушный поток, превосходящий по величине скорость встречного ветрового потока, и обеспечивается проветривание тоннеля, определяется из условия: (VVc,)p-) Ч tt Э / При изменении скоростей Vg и V соответственно регулируют величину ui и тем самым управляют вентиляцией автодорожного тоннеля. В. предлагаемом способе управления вентиляцией тоннеля сводится к управлению движением автотранспорта, что упрощает и удешевляет процесо. о Кроме того, способ возможен для тоннелей различных длин и не зависит от направления движения естественных ветровых потоков и их скоростей, реализуется без применения дорогостоящих вентиляторных и других устройств, не требует для привода их расходов энергии и потому обладает более высокой эффективностью, чем известные способы. В качестве примеров осуществления способа приводятся данные управч ления вентиляцией Тбилисского авто дорожного тоннеля при движении естественного ветрового потока во встречном и попутном направлениях по отношению к движению aBTOTpaHcS порта. Контрольза проветриванием при этом проводят по двум условиям. 1. Скорость местного ветрового потока, созданного под действием эжекционно-поршневого эффекта, превышает скорость противодействующ го встречного ветрового потока, 2. Расчетная усредненная скорост воздушного потока на выходе и тоннеля при движении в нем автозран порта совпадает с величиной замеренной скорости воздушного потока в том же сечении. Результаты сравнения данных, опр деленных по предлагаемому способу и полученных при экспериментальных замерах, приведены в таблице. Приведенные в таблице данные по расчетным усредненным скоростям во душных потоков получены следуюш 1М образом. Для попутного ветра V +IV V . в ycf г встречного ветра . vihy Управление движением автомашин осуществляется с помощью дорожных знаков или светофорами о При расчете значений Vj в таблице коэффициент заполнения поперечного сечения тоннеля составляет 1 0,2. Коэффициент ослабления эжекциь онно-поршневого эффекта определен опытным путем на модели тоннеля и для интенсивности движения Ш 8-48 автомобилей в 1 мин составляв ет 0,040-0,021 соответственно. Приведенные в таблице примеры управления вентиляцией Тбилисского автодорожного тоннеля путем определения и регулирования временного интервала движения автотранспорта свидетельствует о применимости и эффективности предлагаемого способа: ошибка определения скоростей потоков не превышает t 6%. Применение предлагаемого способа при этом не обеспечивает значительный экономический эффект по сравне-; нию с базовым вариантом - проветриванием вентиляторами.

гп -

a г

о I

ю

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯЦИЕЙ АВТОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ С ОДНОСТОРОННИМ ДВИЖЕНИЕМ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, заключаюпдайся в изменении скорости движения естественного воздушного потока в тоннеле, отличающийся тек, что, с целью упрощения и повышения эффективг ности проветривания тонне лей путем создания устойчивого эжекционнопоршневого эффекта по всей длине тонг неля, изменение скорости воздушного потока осуществляют путем создания временного интервала между . движу1ЧИМИСЯ транспортными средствами, величину которого определяют из выражения )(-pTpv о 3 , &i We &i где &i. - временной интервал, с; 60 размерный коэффициент, с; Ч коэффициент заполнения сечения тоннеля автотранспортом ; S-xпоправочный коэффициент ослабления .действия эжекционно-поршневого эффекта, учитывакиций интенсивность движения автотранспорта в тоннеле; S aзаданная скорость движения автотранспорта в тоннеле, м/с; V« скорость естественного ветрового потока: с положительным знаком - для попутного ветра, с отрицательным - для встречного, м/с; I Vg I - аб солютная величина рости ветрового потока, м/с; iS р,„(Уа-УаЯ -2изменение давления в воздушном потоке в зоне за движущимся транспортом при создании эжекциомиопоршневого эффекта, даПа; Р - плотность воздуха при атмосферном давлении, кг/м. .

С4

О

r (f

fsl

СЧ

t

CJ rvj О -

«М

сч

00-

00

- г

in

го

(N

о

ю

м

««

- -

г о

чО

ОЧ

ш

А

м

о