Cálculo del volumen de aire de ventilación y selección de equipos en la construcción de túneles(3)

La resistencia del aire del conducto de ventilación del túnel incluye teóricamente la resistencia del aire por fricción, la resistencia del aire de la junta, la resistencia del aire del codo del conducto de ventilación, la resistencia del aire de salida del conducto de ventilación del túnel (ventilación a presión) o la resistencia del aire de entrada del conducto de ventilación del túnel (ventilación por extracción), y de acuerdo con los diferentes métodos de ventilación, existen fórmulas de cálculo engorrosas correspondientes.Sin embargo, en aplicaciones prácticas, la resistencia al viento del conducto de ventilación del túnel no solo está relacionada con los factores anteriores, sino que también está estrechamente relacionada con la calidad de la gestión, como el colgado, el mantenimiento y la presión del viento del conducto de ventilación del túnel.Por lo tanto, es difícil utilizar la fórmula de cálculo correspondiente para un cálculo preciso.De acuerdo con la resistencia al viento promedio medida de 100 metros (incluida la resistencia del viento local) como datos para medir la calidad de la gestión y el diseño del conducto de ventilación del túnel.El fabricante proporciona la resistencia al viento promedio de 100 metros en la descripción de los parámetros del producto de fábrica.Por lo tanto, la fórmula de cálculo de la resistencia al viento del conducto de ventilación del túnel:

Dónde:

R — Resistencia al viento del conducto de ventilación del túnel,Ns²/m⁸

R₁₀₀— La resistencia al viento promedio del conducto de ventilación del túnel 100 metros, la resistencia al viento en 100 m para abreviar,Ns²/m⁸

L — La longitud del conducto, m, L/100 constituye el coeficiente deR₁₀₀.

3.1.2 Fuga de aire de la canalización

En circunstancias normales, la fuga de aire de los conductos de ventilación de metal y plástico con una permeabilidad mínima al aire se produce principalmente en la junta.Siempre que se fortalezca el tratamiento conjunto, la fuga de aire es menor y puede ignorarse.Los conductos de ventilación de PE tienen fugas de aire no solo en las juntas, sino también en las paredes del conducto y en los orificios de toda su longitud, por lo que la fuga de aire de los conductos de ventilación del túnel es continua y desigual.La fuga de aire hace que el volumen de aireQ_fen el extremo de conexión del conducto de ventilación y el ventilador para ser diferente del volumen de aireQcerca del extremo de salida del conducto de ventilación (es decir, el volumen de aire requerido en el túnel).Por lo tanto, la media geométrica del volumen de aire al principio y al final debe usarse como el volumen de aireQ_apasando por el conducto de ventilación, entonces:

                                                                                                      (6)

Obviamente, la diferencia entre Q_fy Q es el conducto de ventilación del túnel y la fuga de aireQ_L.cual es:

Q_Lestá relacionado con el tipo de conducto de ventilación del túnel, el número de juntas, el método y la calidad de la gestión, así como con el diámetro del conducto de ventilación del túnel, la presión del viento, etc., pero principalmente está muy relacionado con el mantenimiento y la gestión de el conducto de ventilación del túnel.Hay tres parámetros de índice para reflejar el grado de fuga de aire del conducto de ventilación:

una.Fuga de aire del conducto de ventilación del túnel.Le: El porcentaje de fuga de aire del conducto de ventilación del túnel al volumen de aire de trabajo del ventilador, a saber:

aunque lepuede reflejar la fuga de aire de un determinado conducto de ventilación del túnel, no se puede utilizar como índice de comparación.Por lo tanto, la tasa de fuga de aire de 100 metrosLe₁₀₀se usa comúnmente para expresar:

El fabricante del conducto proporciona la tasa de fuga de aire de 100 metros del conducto de ventilación del túnel en la descripción de parámetros del producto de fábrica.Por lo general, se requiere que la tasa de fuga de aire de 100 metros del conducto de ventilación flexible cumpla con los requisitos de la siguiente tabla (consulte la Tabla 2).

Distancia de ventilación (m)	<200	200-500	500-1000	1000-2000	>2000
Le100(%)	<15	<10	<3	<2	<1.5

b.La tasa de volumen de aire efectivoE_fdel conducto de ventilación del túnel: es decir, el porcentaje del volumen de ventilación del túnel del frente del túnel con respecto al volumen de aire de trabajo del ventilador.

De la ecuación (9):Q_f=100Q/(100-L•Le₁₀₀) (11)

Sustituya la ecuación (11) en la ecuación (10) para obtener:E_f=[(100-L•Le₁₀₀)] x100%

C.Coeficiente de reserva de fuga de aire del conducto de ventilación del túnelΦ: Es decir, el recíproco de la tasa de volumen de aire efectivo del conducto de ventilación del túnel.

3.1.3 Diámetro del conducto de ventilación del túnel

La selección del diámetro del conducto de ventilación del túnel depende de factores como el volumen de suministro de aire, la distancia del suministro de aire y el tamaño de la sección del túnel.En aplicaciones prácticas, el diámetro estándar se selecciona principalmente de acuerdo con la situación de coincidencia con el diámetro de la salida del ventilador.Con el desarrollo continuo de la tecnología de construcción de túneles, se excavan cada vez más túneles largos con secciones completas.El uso de conductos de gran diámetro para la ventilación de la construcción puede simplificar en gran medida el proceso de construcción del túnel, lo que favorece la promoción y el uso de la excavación de sección completa, facilita la formación de orificios una sola vez, ahorra mucha mano de obra y materiales, y simplifica en gran medida gestión de la ventilación, que es la solución a los túneles largos.Los conductos de ventilación de túneles de gran diámetro son la forma principal de resolver la ventilación de la construcción de túneles largos.

3.2 Determinar los parámetros de funcionamiento del ventilador requerido

3.2.1 Determinar el volumen de aire de trabajo del ventiladorQ_f

3.2.2 Determinar la presión de aire de trabajo del ventiladorh_f

3.3 Selección de equipos

La elección del equipo de ventilación debe considerar primero el modo de ventilación y cumplir con los requisitos del modo de ventilación utilizado.Al mismo tiempo, al seleccionar el equipo, también es necesario considerar que el volumen de aire requerido en el túnel coincida con los parámetros de rendimiento de los conductos y ventiladores de ventilación del túnel calculados anteriormente, para garantizar que la maquinaria y el equipo de ventilación alcancen el máximo eficiencia de trabajo y reducir el desperdicio de energía.

3.3.1 Elección del ventilador

una.En la selección de ventiladores, los ventiladores de flujo axial son ampliamente utilizados debido a su pequeño tamaño, peso ligero, bajo nivel de ruido, fácil instalación y alta eficiencia.

b.El volumen de aire de trabajo del ventilador debe cumplir con los requisitos deQ_f.

C.La presión de aire de trabajo del ventilador debe cumplir con los requisitos deh_f, pero no debe ser mayor que la presión de trabajo permitida del ventilador (los parámetros de fábrica del ventilador).

3.3.2 Elección del conducto de ventilación del túnel

una.Los conductos utilizados para la ventilación de excavaciones de túneles se dividen en conductos de ventilación flexibles sin marco, conductos de ventilación flexibles con esqueletos rígidos y conductos de ventilación rígidos.El conducto de ventilación flexible sin marco es liviano, fácil de almacenar, manejar, conectar y suspender, y tiene un costo bajo, pero solo es adecuado para ventilación a presión;En la ventilación de extracción, solo se pueden utilizar conductos de ventilación flexibles y rígidos con estructura rígida.Debido a su alto costo, gran peso, no es fácil de almacenar, transportar e instalar, el uso de presión en el paso es menor.

b.La selección del conducto de ventilación considera que el diámetro del conducto de ventilación coincida con el diámetro de salida del ventilador.

C.Cuando otras condiciones no son muy diferentes, es fácil elegir un ventilador con baja resistencia al viento y una baja tasa de fuga de aire de 100 metros.

Continuará......