Естественная вентиляция. Факторы, способствующие возникновению в тоннеле естественной тяги:

Факторы, способствующие возникновению в тоннеле естественной тяги:

-различие барометрических давлений у порталов тоннелей;

-устойчивые продольные ветровые потоки;

-расположение порталов на разных уровнях при наличии разности температур наружного и тоннельного воздуха.

Барометрический напор возникает в длинных перевальных тоннелях, пересекающих высокие хребты. В этом случае барометрическое давление может быть различно у обоих порталов (рис.1). При разности барометрических давлений ΔH, мм рт. Ст., барометрический напор h_б=136 ΔH.

Рис.1 Изобары на плане односкатного тоннеля

Ветровой напор может способствовать проветриванию тоннеля при его расположении под малым углом α к направлению господствующих ветров. В горной местности условия возникновении ветрового напора лучше, чем на равнине, так как складки рельефа служат направляющими для потоков воздуха. Наиболее благоприятно для возникновения ветрового напора расположение тоннеля вдоль узкой долины.

На естественное проветривание существенно влияет поршневой эффект проходящих через тоннель транспортных единиц. В благоприятных условиях он может создать достаточную для проветривания скорость воздушного потока, а в неблагоприятных – уравновесить естественную тягу или даже изменить направление движения воздуха на обратное. Особенно заметен поршневой эффект в однопутных железнодорожных тоннелях, так как поезд занимает большую часть сечения тоннеля и имеет большую длину.

При движении поезда перед локомотивом создается избыточное давление, а за последним вагоном – разрежение. Эти факторы способствуют преодолению сопротивления тоннеля как воздуховода и создают напор, обеспечивающий перемещение воздуха в тоннеле.

Усилению влияния поршневого эффекта на проветривание тоннеля способствуют следующие факторы.

1. Увеличение воздушного сопротивления, которое можно достигнуть при большом заполнении поездом поперечного сечения тоннеля. Поэтому целесообразно вместо двухпутного тоннеля устраивать два однопутных и располагать тоннели на малых уклонах. При этом одновременно уменьшается расход топлива локомотивом при проходе через тоннель и, следовательно, выделение вредных газов.

2. Уменьшение сопротивления тоннеля как воздуховода, которое может быть достигнуто при уменьшении коэффициента трения воздуха о стены тоннеля и сокращении местных сопротивлений при входе и выходе путем закругления кромок портальных отверстий. Наибольшее значение имеет уменьшение шероховатости внутренней поверхности тоннеля. Для этой цели целесообразно применять при бетонировании металлическую инвентарную опалубку.

В автодорожных тоннелях влияние поршневого эффекта не так велико, как в железнодорожных, вследствие значительно меньшего заполнения транспортными единицами поперечного сечения тоннеля. Однако и здесь следует учитывать возможность возникновения устойчивого воздушного потока, особенно при движении колонн автомобилей с минимальными интервалами между ними. Поэтому целесообразно устраивать отдельные тоннели для одностороннего движения, в которых воздушные потоки от поршневого эффекта автомобилей могут быть использованы для естественного проветривания. Такое решение допустимо в случае коротких тоннелей (длиной 400 м). При этом обязательно выключение двигателей внутреннего сгорания при остановке автомобилей в тоннеле.

Вопрос о выборе между естественным проветриванием и искусственной вентиляцией тоннеля решают в зависимости от ряда факторов: от длины тоннеля, вида транспортных средств и типа тяги при железнодорожном транспорте.

Дата добавления: 2014-01-05