Дипломная работа - Исследование влияния действия естественной тяги на воздухораспределение в сети тоннельной вентиляции метрополитена мелкого заложения - файл n1.doc

Дипломная работа - Исследование влияния действия естественной тяги на воздухораспределение в сети тоннельной вентиляции метрополитена мелкого заложения
скачать (958.1 kb.)
Доступные файлы (4):
n1.doc3202kb.10.06.2010 14:39скачать
n2.doc123kb.09.06.2010 18:37скачать
n3.doc326kb.09.06.2010 18:37скачать
n4.doc45kb.09.06.2010 18:37скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (СИБСТРИН)
К защите:

Заведующая кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции

наименование кафедры

Рохлецова Т. Л.

фамилия и инициалы

_________________________________

дата


ДИПЛОМНАЯ НАУЧНАЯ РАБОТА
Тема: «Исследование влияния действия естественной тяги на воздухораспределение в сети тоннельной вентиляции метрополитена мелкого заложения».
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ДР.ТГиВ-33-О-2-ПЗ


обозначение


Выполнила: Научный руководитель:

Е.Л. Алферова_________ к.т.н., доцент И.В. Лугин________

«____» __________2010 г. «____» __________________2010 г.
КОНСУЛЬТАНТЫ
Нормоконтроль ­­ . Т. Л. Рохлецова .

НОВОСИБИРСК 2010

С
2

одержание



Введение…………………………………………………………………..

Глава 1. Моделирование действия естественной тяги и исследование её действия на воздухораспределение с использованием упрощенной модели вентиляционной сети метрополитена мелкого заложения……………………………………

    1. Обзор литературы строительной и горной тематик по вопросам расчета естественной тяги .....................................................................

    2. Расчет величины депрессии естественной тяги ………...............

1.2.1 Существующие методы расчета……………………………….......

1.2.2 Выбор метода расчета, пригодного для условий метрополитена...

1.3 Модель действия естественной тяги в сети тоннельной вентиляции метрополитена ………………………………………......….

1.3.1 Разработка модели .................................................................……….

1.3.2 Проверка адекватности модели.........................................................

1.4 Расчет воздухораспределения под действием естественной тяги в вентиляционных сетях метрополитена мелкого заложения....................

1.4.1 Влияние топологии на воздухораспределение.................................

1.4.2 Влияние температуры наружного воздуха ……………………......

1.4.3 Влияние сопротивления участков сети……………..………….......

1.4.4 Влияние геодезических превышений между выходами на поверхность………………………………………………………..............

1.4.5 Выводы по численным экспериментам…………………………....

Глава 2. Исследование взаимодействия естественной тяги и поршневого действия поездов................................................................




Руковод.

Лугин

Безгемме





Листов

Стадия

1

Консул.

Консул.



Исследование влияния действия ес-тественной тяги на воздухораспре-деление в сети тоннельной вентиляции метрополитена мелкого заложения




Студент

Н. контр.

Консул.


Рохлецова

Алферова


НГАСУ (Сибстрин) ТГиВ гр. 541


2.1 Обобщенная модель вентиляционной сети Новосибирского метрополитена..............................................................................................

2.2 Поршневое действие поездов. Модель поезда....................................

2.3 Взаимодействие естественной тяги и поршневого действия поездов..........................................................................................................

2.4 Выводы....................................................................................................

Глава 3. Исследование действия естественной тяги на воздухораспределение в вентиляционной сети при горении поезда на перегоне...................................................................................................

3.1 Работа вентиляции по обеспечению безопасности путей эвакуации людей с аварийного участка........................................................................

3.2 Влияние действия естественной тяги на воздухораспределение при горении поезда на перегоне.................................................................

3.3 Выводы....................................................................................................

Заключение.....................……………………............................................

Список литературы………………………………………………………

Приложения……………………………………………………………….

3

6
-

6

7

7

11
11

11

13
18

18

19

21
22

23
25

3




25

26
28

32


34
34
37

43

45

46

47



Введение
За более чем двадцатилетний опыт эксплуатации Новосибирского метрополитена установлено, что при климатических условиях Западной Сибири и мелкой глубине заложения тоннелей проветривание метрополитена в холодный период с использованием механической вентиляции ведет к переохлаждению тоннельного воздуха ниже допустимых по нормам значений. Это происходит потому, что воздух при движении от поверхности земли до тоннеля не успевает прогреться по причине мелкого заложения метрополитена. В этот период, длительностью около полугода, тоннельная вентиляция осуществляется за счет поршневого действия поездов и естественной тяги. Поэтому задача исследования влияния естественной тяги (ЕТ) на воздухораспределение (ВР) в вентиляционных сетях метрополитена мелкого заложения (ММЗ) является актуальной.

Цель работы состоит в определении влияния естественной тяги на воздухораспределение в вентиляционных сетях метрополитена мелкого заложения при различных условиях.

Идея работы заключается в решении задачи воздухораспределения при различных условиях путем совместного решения гидростатических или термодинамических уравнений, описывающих депрессию естественной тяги, и сетевых уравнений с учетом сопротивления внутрисетевых вентиляционных участков.

В задачи исследования входит:

– обзор литературы строительной и горной тематик по вопросам расчета ЕТ;

– сравнение существующих методик расчета величины депрессии ЕТ, пригодность их для условий метрополитена;

– разработка модели действия ЕТ в тоннелях метрополитена;

– проверка адекватности модели;

– использование её в модели ВР;

– проверка различных вариантов установки источников ЕТ в модели ВР и выбор оптимального из них;

проведение численных экспериментов с использованием упрощенной модели вентиляционной сети ММЗ для расчета ВР под действием ЕТ при различных условиях;

–моделирование действия ЕТ на обобщенной модели Новосибирского метрополитена;

–проведение при различных условиях численных экспериментов с использованием обобщенной модели вентиляционной сети Новосибирского метрополитена и модели метропоезда для исследования взаимодействия ЕТ и поршневого действия поездов на ВР;

– проведение при различных условиях численных экспериментов с использованием модели метропоезда, обобщенной модели вентиляционной сети ММЗ и характеристик вентиляционного оборудования Новосибирского метрополитена мелкого для исследования действия естественной тяги на воздухораспределение при пожарах (горение поезда) в тоннелях;

Методы исследования включают анализ существующих литературных источников и проведение теоретических исследований методами математического моделирования.

Основные научные положения, защищаемые автором:

  1. Расход воздуха, идущий через вентиляторы, моделирующие действие ЕТ в холодный период (ХП) и на платформах станций, сравним с расходом воздуха от тоннельных вентиляторов, установленных в метрополитене.

  2. Расположение станций на линии метро существенно влияет на воздухораспределение на них от действия ЕТ.

  3. Влияние сопротивления станционных вентиляционных путей на воздухообмен на станциях от действия ЕТ значительнее влияния сопротивления перегонов.

  4. При большом количестве поездов на линии дополнительное действие естественной тяги приводит к увеличению расхода воздуха или он не меняется.

  5. При малом количестве поездов на линии действие естественной тяги может приводить к снижению воздухообмена от действия поездов на станциях.

  6. Влияние действия пожарной тепловой депрессии (естественной тяги, возникающей при горении поезда в тоннеле) на воздухораспределение не превышает 5 %.

Достоверность научных результатов и выводов обеспечивается использованием проверенных закономерностей, приемлемыми допущениями, принятыми в модели и сходимостью результатов при расчете с использованием данной модели с решением аналогичной задачи известными методами.

Научная новизна исследования заключается в том, что впервые для условий метрополитена мелкого заложения обоснован простой для расчета ВР вариант установки в сети фиктивных источников ЕТ, определено влияние различных факторов на ВР от действия ЕТ, исследовано взаимодействие ЕТ и поршневого действия поездов и влияние ЕТ на ВР при пожарах в тоннеле метрополитена.


Глава 1. Моделирование действия естественной тяги и исследование её действия на воздухораспределение с использованием упрощенной модели вентиляционной сети метрополитена мелкого заложения.

1.1 Обзор литературы строительной и горной тематик по вопросам расчета естественной тяги
Научные основы исследования были заложены в 1724 М.В. Ломоносовым, который указал на наличие в рудниках естественной тяги и объяснил физическую сущность этого явления в трактате «О вольном движении воздуха, в руднике примеченном».

Тоннели метрополитена относятся к горным выработкам, поэтому был изучен опыт расчета действия естественной тяги на воздухораспределение в шахтах и рудниках. В работах Б.И. Медведева «Естественная тяга глубоких шахт» и С.П. Алехичева «Естественная тяга и тепловой режим рудников» достаточно полно рассмотрены методы расчета величины депрессии естественной тяги – гидростатический (удельно-весовой) и термодинамический. Для условий метрополитена они могут быть применены только с учетом специфики вентиляции метро. В работе С.П. Алехичева приведены опытные данные по замерам воздухообмена естественной вентиляции в шахтах, которые помогают оценить эту величину, выявить влияющие на него факторы.

Известные методы расчета аэрации в строительстве описаны в работах В.И. Полушкина «Вентиляция» и Н.Н. Павлова «Справочник проектировщика». Их применение для расчета воздухораспределения в метро в прямом виде невозможно, поэтому модель аэрации для здания нуждается в коррекции и доработке, однако, с её помощью можно проверить адекватность разработанной модели.

Линия метро содержит множество ветвей и узлов. Рассчитывать воздухораспределение в них вручную затруднительно, а при многовариантном исследовании невозможно, поэтому численное решение воздухораспределения необходимо производить на основе статического воздухораспределения. Его модель принимается из работы И.В. Лугина «Разработка систем вентиляции метрополитенов мелкого заложения». Используемая программа расчета шахтного воздухораспределения «SibRV» построена на алгоритмах из работы А.С. Кузнецова и С.М. Лукина «Об одном подходе к расчету воздухораспределения в рудничных вентиляционных сетях».

В расчетной схеме вентиляционной системы метро для расчета сопротивлений ветвей используются данные из работы И.Е. Идельчика «Справочник по гидравлическим сопротивлениям», допущения в модели и начальные условия приняты по СНиП 32-08 «Метрополитены», а так же с использованием опытных данных ИГД СО РАН по вентиляции Новосибирского метрополитена.
1.2 Расчет величины депрессии естественной тяги

1.2.1 Существующие методы расчета
В настоящее время существует два основных метода определения величины депрессии естественной тяги в шахтах: гидростатический и термодинамический.

Гидростатический метод расчета заключается в том, что депрессию естественной тяги ?PE определяют, как разность давлений нисходящего и восходящего столбов воздуха по формуле:

(1.1)

где rН – плотность нисходящего столба воздуха, кг/м3; rТ – плотность восходящего столба воздуха, кг/м3; Н – высота столба воздуха, м; g – ускорение свободного падения, м/с2;

В разработанном проф. А.Ф. Воропаевым термодинамическом методе учитывается изменение состояния воздуха, связанное с его движением и теплообменом в горных выработках. Метод основан на представлении депрессии естественной тяги как работы, производимой единицей объема в результате притока тепла на пути его движения от входа в шахту. Величина депрессии определяется с помощью индикаторных H-T диаграмм (рис. 1б).

Депрессию естественной тяги ?PE определяют по формуле:

(1.2)

где SK – площадь фигуры на графике, м2, ?ср – средняя плотность воздуха, кг/м3, Тц – температура в центре тяжести фигуры, К.

а) б)



Рисунок 1. Схема проветривания шахты (а) и диаграмма естественной тяги в координатах Н-Т (б)
В строительстве для расчета аэрации к настоящему времени известны четыре основных метода, разработанные в 1930-х:

– избыточных давлений (проф. Каменев П.Н);

– «нейтральной зоны» (проф. Максимов Г.А.);

– фиктивных давлений (проф. Батурин В.В.);

– фиктивной «нейтральной зоны» (проф. Бутаков С.Е.);

Несмотря на внешние и методологические различия все эти методы дают одинаковые результаты. В основе их лежат следующие допущения:

– тепловые и аэродинамические процессы внутри помещения считаются установившимися во времени;

– гравитационное давление изменяется по высоте по линейному закону:

(1.3)

где h – изменение давления по высоте, Па; – приращение расстояния по вертикали, м;

– параметры воздуха в горизонтальном сечении помещения одинаковы во всех точках;

потери давления при движении воздуха по помещению пренебрежительно малы по сравнению с потерями давления в аэрационных проёмах;

– при определении расходов воздуха через проемы перепад давлений в них считается постоянным по вертикали и равным разности давлений на их оси;

– совместное действие ветрового и гравитационного давлений учитывается их алгебраическим сложением.

Обычно рассматривают два основных источника перемещения воздуха: ветровое давление и гравитационное давление. Полагая, что ветер увеличивает воздухообмен и может создать тем самым более благоприятные условия рабочей зоны, за расчетный вариант принимают аэрацию под действием только гравитационного давления, как наиболее неблагоприятный. Рассмотрим некоторые из перечисленных методов расчета аэрации, достаточно широко применяемые в промышленной вентиляции и позволяющие проанализировать физику явления.

Метод «нейтральной зоны» заключается в том, что имеется некоторая горизонтальная плоскость, в которой давления снаружи и внутри помещения одинаковы, а избыточное (разность давлений) равно нулю (рис. 2).



Рисунок 2. Схема к методу «нейтральной зоны»: 1 – нижний аэрационный (приточный) проем, 2 – верхний (вытяжной) аэрационный проем.
Метод фиктивных давлений является более универсальным. Поскольку истечение газа через отверстия определяется не собственно давлениями, а их разностью, В.В. Батурин и В.В. Кучерук предложили давление внутри помещения условно считать постоянным по высоте и равным Px , а давление снаружи переменным и рассматривать их условными (фиктивными). Разность давлений должна быть равна фактической.

В этом случае выполняются следующие соотношения (рис. 3), Па:

(1.4-1.7)

При решении прямой задачи аэрации необходимо задаваться соотношением фиктивных давлений (рис.3), Па:

(1.8)

Из этого условия следует, что Px должно быть меньше минимального давления

на притоке и больше максимального – на вытяжке. Это особенно важно, когда имеется несколько приточных и вытяжных проемов, расположенных на разных уровнях. Чаще всего рекомендуется задавать Px, Па, с учетом зависимости:

(1.9)



Рисунок 3. Схема к методу фиктивных давлений: 1 – нижний аэрационный (приточный) проем, 2 – верхний (вытяжной) аэрационный проем.
При этом обычно полагают n=(0,1..0,5). Тогда расход через приточные проемы будет равен:

(1.10)

для вытяжных:

(1.11)

где ? – коэффициент расхода проема, зависит от конструкции проема, F – площадь проема, м2.
1.2.2 Выбор метода расчета, пригодного для условий метрополитена
Такие особенности ММЗ, как большое количество выходов в атмосферу и мелкое заложение, по причине которого воздух при движении в тоннель не успевает прогреться, ограничивают использование для расчета в упрощенной модели термодинамического метода, применяемый для шахт и рудников, однако, он допустим при расчете с использованием обобщенной модели вентиляционной сети. В расчете строительным методом аэрации не учитываются внутренние сопротивления участков сети, поэтому этот метод также не применим, но с его помощью можно проверить адекватность разработанной модели. На основе анализа изложенных выше методов, с учетом специфики ММЗ, для расчета величины депрессии ЕТ с использованием упрощенной модели вентсети ММЗ принят гидростатический метод.


    1. Модель действия естественной тяги в сети тоннельной вентиляции метрополитена мелкого заложения

      1. Разработка модели


Условия и допущения, принятые в модели:

– процесс рассматривается стационарный (установившийся);

– температура тоннельного воздуха постоянна по всей длине тоннеля и для ХП равна +16 оС;

температура воздуха в выходах в атмосферу равна температуре наружного воздуха на приточных выходах и температуре тоннельного воздуха на вытяжных;

– считается, что давление внутри тоннеля и атмосферное изменяется по гидростатическому закону, Па:

(1.12)

где Ро – атмосферное давление, либо давление, принятое на какой-то начальной точке отсчета.

– сеть воздухораспределения задается с сопротивлением перегонов между станциями и выходами на поверхность, полученным на основе экспериментальных данных;

модель создается для расчета воздухораспределения в сетях:

(1.13)


Где U – множество ветвей вентиляционной сети; – множество ветвей, входящих в узел j; – множество ветвей, выходящих из узла j; S – источник сети; T – сток; Qc – общий поток в сети, м3/с;

(1.14-1.16)

Uв – множество ветвей с вентиляторами; Ru, Qu, Pu – соответственно аэродинамическое сопротивление, кm, расход, м3/с, и потери давления ветви сети, даПа; DРЕ – давление, развиваемое естественной тягой, даПа, a, b, с – константы.

.
1.3.2 Проверка адекватности разработанной модели


  1. Эталонный расчет – методом фиктивных давлений.

Исходные данные: температура наружного воздуха – tн = –20 оС; внутреннего – tв = +16 оС; превышение между выходами в атмосферу h1=h2=h3=h=10 м;



Рисунок 4. Схема для расчета методом фиктивных давлений
Сопротивление перетеканию воздуха между этажами равно нулю; сопротивление проемов – R =0,00464 кm. Метод расчета описан в п. 2.1, местные сопротивления переведены из вида «безразмерный коэффициент местного сопротивления» к виду «коэффициент аэродинамического сопротивления», с размерностью 1 к=981 Нс2/м8, депрессия ЕТ в мм.вод.ст., расход, м3/с, находится по формуле:

(1.17)

Результат расчета сведён в таблицу 1.

Таблица 1

№ проема

h, м

Рф, Па

Рв, Па

РЕ, Па

РЕ, мм.вод.ст

Q, мі/с

?Q, мі/с

1

0

0

-25,3

25,3

2,58

23,6

37,2

2

10

-16,9

-25,3

8,4

0,86

13,6

3

20

-33,7

-25,3

-8,4

-0,86

13,6

37,2

4

30

-50,6

-25,3

-25,3

-2,58

23,6


Рассчитанную схему описываем (рис. 5), как сеть и с теми же исходными данными рассчитываем в программе «SibRV». Описание сети в табл. 2.

Таблица 2. Описание сети для расчет в программе «SibRV»

№ ветки

Начало

Конец

Сопротивление

R, кm

Примечание

2

2

3

0

Ветка с вентилятором

4

5

6

0

Ветка с вентилятором

6

9

8

0

Ветка с вентилятором

8

12

11

0

Ветка с вентилятором

9

1

2

0,00464

Вытяжной проем

10

4

1

0

Межэтажный проем

11

4

5

0,00464

Вытяжной проем

12

7

4

0

Межэтажный проем

13

8

7

0,00464

Приточный проем

14

10

7

0

Межэтажный проем

15

11

10

0,00464

Приточный проем



Рисунок 5. Расчетная схема сети

Результат расчета на рис. 6.



Рисунок 6. Воздухораспределение
2. Проверка различных способов задания разности давлений (установки фиктивных источников ЕТ):

– депрессия ЕТ задается перепадами давлений между соседними выходами в атмосферу по принципу суперпозиции (рис. 7):



Рисунок 7. Расчетная схема сети
Таблица 3. Описание сети для расчет в программе «SibRV»

№ ветки

Начало

Конец

Сопротивление R, кm

Примечание

1

4

2

10000

Фиктивная ветка

2

2

4

0

Ветка с вентилятором

3

6

4

10000

Фиктивная ветка

4

4

6

0

Ветка с вентилятором

5

8

6

10000

Фиктивная ветка

6

6

8

0

Ветка с вентилятором

7

2

9

10000

Фиктивная ветка

8

1

2

0,00464

Вытяжной проем

9

3

1

0

Межэтажный проем

10

3

4

0,00464

Вытяжной проем

11

5

3

0

Межэтажный проем

12

6

5

0,00464

Приточный проем

13

7

5

0

Межэтажный проем

14

8

7

0,00464

Приточный проем

15

10

8

10000

Фиктивная ветка


Результат расчета на рис. 8.



Рисунок 8. Воздухораспределение
– задание действия ЕТ, как перепад давлений между верхним и всеми остальными, принимается, что верхние проемы – вытяжные, а нижние – приточные, циркуляция воздуха корректируется в процессе расчета.



Рисунок 9. Расчетная схема
Описание сети в табл. 3.

Результат расчета на рис. 10.

Воздухораспределение при расчете тремя способами совпало в пределах точности расчета (±0,1 м3/с), значит, разработанную модель можно применять в дальнейшем при расчете ВР под действием ЕТ и задавать положение фиктивных источников ЕТ можно наиболее удобным способом – задавая депрессию ЕТ как перепад давлений между соседними выходами в атмосферу.



Рисунок 10. Воздухораспределение
3. Влияние учета сопротивления перегонов (в модели здания – сопротивления межэтажных проемов):

Расчетная схема на рис. 7, описание сети для расчета в «SibRV» в табл. 4.

Таблица 4

№ ветки

Начало

Конец

Сопротивление R, кm

Примечание

1

4

2

10000

Фиктивная ветка

2

2

4

0

Ветка с вентилятором

3

6

4

10000

Фиктивная ветка

4

4

6

0

Ветка с вентилятором

5

8

6

10000

Фиктивная ветка

6

6

8

0

Ветка с вентилятором

7

2

9

10000

Фиктивная ветка

8

1

2

0,00464

Выход в атмосферу

9

3

1

0,00036

Перегон

10

3

4

0,00464

Выход в атмосферу

11

5

3

0,00036

Перегон

12

6

5

0,00464

Выход в атмосферу

13

7

5

0,00036

Перегон

14

8

7

0,00464

Выход в атмосферу

15

10

8

10000

Фиктивная ветка


Результат расчета на рис. 11.



Рисунок 11. Воздухораспределение


    1. Расчет воздухораспределения под действием естественной тяги в вентиляционных сетях метрополитена мелкого заложения

      1. Влияние топологии на воздухораспределение (базовый численный эксперимент)


Базовый численный эксперимент проводится, чтобы в дальнейшем оценить влияния начальных условий. В самом же эксперименте используются опытные исходные данные по заданию топологии и сопротивлений участков сети. Тоннельная вентиляция отключена, вентиляционные тоннели перекрыты. Исследование проводится на линии из десяти станций.

Эксперимент №1. Исходные данные:

Температура наружного воздуха – tн = –20 оС; тоннельного – tт = +16 оС;

Превышение между выходами в атмосферу при длине перегонов 1 км и уклоне тоннеля 0,01 – hп = 10 м; глубина заложения станции – hв = 5 м;

Аэродинамическое сопротивление перегонов – Rп =0,00036 кm, выходов – Rв =0,00464 кm.

Давление фиктивных источников естественной тяги:

для «вентилятора», находящегося между приточным и вытяжным отверстием (на ветке 29):





Рисунок 11. Расчетная схема сети для расчета в программе «SibRV»
для остальных (на ветках 21, 23, 25, 27, 31, 33, 35, 37):



Описание сети для расчета в SibRV – приложение А.

Результат расчета на рис 12.



Рисунок 12. Воздухораспределение


      1. Влияние температуры наружного воздуха


Эксперимент №2: Расчетная схема сети для расчета в программе SibRV и исходные данные такие же, как в п. 4.1, за исключением того, что температуру наружного воздуха принимаем равной расчетной зимней для города Новосибирска, tн= –39 оС. Описание сети для расчета в SibRV – приложение А.

Давление фиктивных источников естественной тяги:

для «вентилятора», находящегося между приточным и вытяжным отверстием (на ветке 29):



для остальных (на ветках 21, 23, 25, 27, 31, 33, 35, 37):



Результат расчета на рис 13.

Рисунок 13. Воздухораспределение
Эксперимент №3: Чтобы оценить влияние изменения температуры наружного воздуха на воздухораспределение, принимаем такую температуру наружного воздуха, при которой включаются тоннельные вентиляторы, tн=+10 оС.

Давление фиктивных источников естественной тяги:

для «вентилятора», находящегося между приточным и вытяжным отверстием (на ветке 29):



для остальных (на ветках 21, 23, 25, 27, 31, 33, 35, 37):



Описание сети для расчета в SibRV – приложение А.

Результат расчета на рис 14.



Рисунок 14. Воздухораспределение


      1. Влияние сопротивления участков сети


Эксперимент №4: увеличиваем в два раза сопротивление перегонов. Расчетная схема сети для расчета в программе SibRV, давления фиктивных источников естественной тяги и исходные данные такие же, как в п. 4.1, кроме того, что Rп =0,00072 кm. Описание сети для расчета в SibRV – приложение Б.

Результат расчета на рис 15.



Рисунок 15. Воздухораспределение
Эксперимент №5: увеличиваем в два раза сопротивление выходов на поверхность. Расчетная схема сети для расчета в программе SibRV, давления фиктивных источников естественной тяги, исходные данные такие же, за исключением Rв =0,00928 кm;

Описание сети для расчета в SibRV – приложение В.

Результат расчета на рис 16.



Рисунок 16. Воздухораспределение


      1. Влияние геодезических превышений между выходами на поверхность


Эксперимент №6. Исходные данные:

Температура наружного воздуха – tн = –20 оС; тоннельного – tт =+16 оС;

Аэродинамическое сопротивление перегонов – Rп =0,00036 кm, выходов – Rв =0,00464 кm; глубина заложения станции – hв = 5 м.

Рисунок 17. Расчетная схема сети для расчета в программе «SibRV»
Превышение между выходами в атмосферу ?h, м, при длине перегонов 1 км, уклон тоннеля ? и давления фиктивных источников естественной тяги Е , мм.вод.ст., занесены в табл. 5, описание сети для расчета в SibRV –

приложение А.

Таблица 5

№ ветки

?

?h, м

Е , мм.вод.ст.

3

0,0092

9,2

1,6

5

0,0089

8,9

1,55

7

0,0095

9,5

1,65

9

0,009

9

1,57

11

0,0086

8,6

2,37

13

0,0097

9,7

1,69

15

0,0085

8,5

1,48

17

0,0088

8,8

1,53

19

0,01

10

1,74

Результат расчета на рис 18.



Рисунок 18. Воздухораспределение
1.4.5 Выводы по численным экспериментам
1. Расход воздуха, идущий через вентиляторы, моделирующие действие ЕТ, составляет 26,8..75,9 м3/с и сравним с расходом воздуха от тоннельных вентиляторов ВОМД-24 (20..60 м3/с), установленных в метрополитене. При этом расход воздуха на станции составляет 26,5..75,7 м3/с, что позволяет сделать вывод о существенном влиянии ЕТ на воздухообмен и воздухораспределение в вентиляционной сети ММЗ.

  1. Расположение станций на линии метро существенно влияет на воздухораспределение на них от действия ЕТ. Для однонаклонной линии из десяти станций для типовых условий ХП г. Новосибирска воздухообмен меняется от 26,5 для крайних станций до 75,7 м3/с для центральных, т.е. различие почти трехкратное.

  2. При снижении температуры наружного воздуха от –20 до –39 оС (расчетной температуры воздуха в Новосибирске в ХП, СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»), воздухообмен на станциях от действия ЕТ увеличивается почти на треть, на 28..29 %, при повышении температуры от –20 до +10 оС (температура, при которой включаются тоннельные вентиляторы) расход снижается на 55%, т.е. более, чем на половину.

  3. Влияние изменения сопротивления участков вентиляционной сети: при увеличении сопротивления перегонов в два раза, снижение расхода воздуха на станциях составляет 3..5%; увеличение сопротивления выходов в атмосферу (станций) в два раза снижает расход на 14..26%, т.о. влияние сопротивления станционных вентиляционных путей на воздухообмен на станциях от действия ЕТ значительней.

  4. Влияние уменьшения геодезических превышений соседних выходов в атмосферу линии метрополитена на воздухораспределение от действия ЕТ – снижение воздухообмена на 9..18% на станциях.


  1   2   3   4   5   6   7


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации