Cálculo do Volume de Ar de Ventilação e Seleção de Equipamentos na Construção de Túneis(3)

A resistência do ar do duto de ventilação do túnel teoricamente inclui a resistência do ar de fricção, a resistência do ar da junta, a resistência do ar do cotovelo do duto de ventilação, a resistência do ar de saída do duto de ventilação do túnel (ventilação de pressão) ou a resistência do ar de entrada do duto de ventilação do túnel (ventilação de extração), e de acordo com os diferentes métodos de ventilação, existem fórmulas de cálculo complicadas correspondentes.No entanto, em aplicações práticas, a resistência ao vento do duto de ventilação do túnel não está apenas relacionada aos fatores acima, mas também intimamente relacionada à qualidade do gerenciamento, como suspensão, manutenção e pressão do vento do duto de ventilação do túnel.Portanto, é difícil usar a fórmula de cálculo correspondente para um cálculo preciso.De acordo com a resistência ao vento média medida de 100 metros (incluindo resistência ao vento local) como os dados para medir a qualidade de gerenciamento e design do duto de ventilação do túnel.A resistência média ao vento de 100 metros é dada pelo fabricante na descrição dos parâmetros do produto de fábrica.Portanto, a fórmula de cálculo da resistência ao vento do duto de ventilação do túnel:

Onde:

R — Resistência ao vento do duto de ventilação do túnel,Ns²/m⁸

R₁₀₀— A resistência média ao vento do duto de ventilação do túnel 100 metros, resistência ao vento em 100m para curto,Ns²/m⁸

L — Comprimento da conduta, m, L/100 constitui o coeficiente deR₁₀₀.

3.1.2 Vazamento de ar do duto

Em circunstâncias normais, o vazamento de ar de dutos de ventilação de metal e plástico com permeabilidade mínima ao ar ocorre principalmente na junta.Enquanto o tratamento da articulação for reforçado, o vazamento de ar é menor e pode ser ignorado.Os dutos de ventilação PE têm vazamento de ar não apenas nas juntas, mas também nas paredes do duto e orifícios de comprimento total, de modo que o vazamento de ar dos dutos de ventilação do túnel é contínuo e irregular.O vazamento de ar faz com que o volume de arQ_fna extremidade de conexão do duto de ventilação e o ventilador deve ser diferente do volume de arQperto da extremidade de saída do duto de ventilação (ou seja, o volume de ar necessário no túnel).Portanto, a média geométrica do volume de ar no início e no final deve ser usada como o volume de arQ_apassando pelo duto de ventilação, então:

                                                                                                      (6)

Obviamente, a diferença entre Q_fe Q é o duto de ventilação do túnel e o vazamento de arQ_L.qual é:

Q_Lestá relacionado com o tipo de duto de ventilação do túnel, o número de juntas, o método e a qualidade de gerenciamento, bem como o diâmetro do duto de ventilação do túnel, pressão do vento, etc., mas está principalmente relacionado à manutenção e gerenciamento de o duto de ventilação do túnel.Existem três parâmetros de índice para refletir o grau de vazamento de ar do duto de ventilação:

uma.Vazamento de ar do duto de ventilação do túnelLe: A porcentagem de vazamento de ar do duto de ventilação do túnel para o volume de ar de trabalho do ventilador, a saber:

Embora Lepode refletir o vazamento de ar de um determinado duto de ventilação do túnel, não pode ser usado como índice de comparação.Portanto, a taxa de vazamento de ar de 100 metrosLe₁₀₀é comumente usado para expressar:

A taxa de vazamento de ar de 100 metros do duto de ventilação do túnel é fornecida pelo fabricante do duto na descrição do parâmetro do produto de fábrica.Geralmente, é necessário que a taxa de vazamento de ar de 100 metros do duto de ventilação flexível atenda aos requisitos da tabela a seguir (consulte a Tabela 2).

Distância de ventilação (m)	<200	200-500	500-1000	1000-2000	>2000
Le100(%)	<15	<10	<3	<2	<1,5

b.A taxa efetiva de volume de arE_fdo duto de ventilação do túnel: ou seja, a porcentagem do volume de ventilação do túnel da face do túnel em relação ao volume de ar de trabalho do ventilador.

Da equação (9):Q_f=100Q/(100-L•Le₁₀₀) (11)

Substitua a equação (11) na equação (10) para obter:E_f=[(100-L•Le₁₀₀)] x100%

c.Coeficiente de reserva de vazamento de ar do duto de ventilação do túnelΦ: Ou seja, recíproca da taxa efetiva de volume de ar do duto de ventilação do túnel.

3.1.3 Diâmetro do duto de ventilação do túnel

A seleção do diâmetro do duto de ventilação do túnel depende de fatores como o volume de suprimento de ar, a distância de suprimento de ar e o tamanho da seção do túnel.Em aplicações práticas, o diâmetro padrão é selecionado principalmente de acordo com a situação de correspondência com o diâmetro da saída do ventilador.Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de construção de túneis, cada vez mais túneis longos são escavados com seções completas.O uso de dutos de grande diâmetro para ventilação de construção pode simplificar bastante o processo de construção de túneis, o que é propício para a promoção e uso de escavação de seção completa, facilita a formação única de furos, economiza muita mão de obra e materiais e simplifica bastante gerenciamento de ventilação, que é a solução para túneis longos.Os dutos de ventilação de túnel de grande diâmetro são a principal maneira de resolver a ventilação de construção de túnel longo.

3.2 Determinar os parâmetros operacionais do ventilador necessário

3.2.1 Determinar o volume de ar de trabalho do ventiladorQ_f

3.2.2 Determinar a pressão do ar de trabalho do ventiladorh_f

3.3 Seleção de equipamentos

A escolha do equipamento de ventilação deve primeiro considerar o modo de ventilação e atender aos requisitos do modo de ventilação utilizado.Ao mesmo tempo, ao selecionar o equipamento, também é necessário considerar que o volume de ar necessário no túnel corresponde aos parâmetros de desempenho dos dutos e ventiladores do túnel calculados acima, de modo a garantir que as máquinas e equipamentos de ventilação atinjam o máximo eficiência de trabalho e reduzir o desperdício de energia.

3.3.1 Escolha do ventilador

uma.Na seleção de ventiladores, os ventiladores de fluxo axial são amplamente utilizados devido ao seu tamanho pequeno, peso leve, baixo ruído, fácil instalação e alta eficiência.

b.O volume de ar de trabalho do ventilador deve atender aos requisitos deQ_f.

c.A pressão do ar de trabalho do ventilador deve atender aos requisitos deh_f, mas não deve ser superior à pressão de trabalho permitida do ventilador (os parâmetros de fábrica do ventilador).

3.3.2 Escolha do duto de ventilação do túnel

uma.Os dutos utilizados para ventilação de escavação de túneis são divididos em dutos de ventilação flexíveis sem moldura, dutos de ventilação flexíveis com esqueletos rígidos e dutos de ventilação rígidos.O duto de ventilação flexível sem moldura é leve, fácil de armazenar, manusear, conectar e suspender e tem um baixo custo, mas é adequado apenas para ventilação por pressão;Na ventilação de extração, somente dutos de ventilação flexíveis e rígidos com esqueleto rígido podem ser utilizados.Devido ao seu alto custo, grande peso, não é fácil de armazenar, transportar e instalar, o uso de pressão no passe é menor.

b.A seleção do duto de ventilação considera que o diâmetro do duto de ventilação seja compatível com o diâmetro de saída do ventilador.

c.Quando outras condições não são muito diferentes, é fácil escolher um ventilador com baixa resistência ao vento e baixa taxa de vazamento de ar de 100 metros.

Continua......