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地铁射流风机最佳纵向间距研究_曾臻

  DOI :10 .13238 /j .issn .1004 -2954 .2010 .s2 .016 · 通 风 · 地铁射流风机最佳纵向间距琢磨 曾 臻1 , 肖益民 2 (1.中铁二 院集团有限义务公司 , 成都 610031; 2.重庆大学 , 重庆 400045) 摘 要 :正在都邑轨道 交通中 , 大 量采 用射流 风机 举办 诱导式 通 风 。 射流风机盘算推算外面服从公道盘算推算外面 举办套用 , 纵向 间距 通常服从阅历间隔 80 ~ 120 m铺排 。 通过 CFD模仿 , 结果 标明 列车障碍正在射流风机设 置处 时 , 应增 大铺排 间距 , 筑 议射流 风 机纵向间隔大于列车长度 30 m。 症结词 :轨道交通 ;射流风机 ;纵向间距 ;CFD 中图分类号 :U231+.5文献标识码 :A 著作编号 :1004 -2954(2010)S2 -0076 -03 1概述 都邑轨道交通行为高效节能的交通形式 , 近年来 获得长足生长 。正在都邑轨道交通中 , 巨额操纵诱导式 透风技巧 , 而射流风机有着铺排精巧 、体例投资低 、对 土筑影响小 、管制纯粹 、运转用度低等上风 , 是以射流 风机的诱导式透风技巧巨额操纵于我邦轨道交通的通 风计划中 。 2射流风机办事道理 射流风机诱导式透风是以射流速率进入有着必定 初始风速的地道空间 , 正在风机出口处 , 射流与地道气流 之间酿成切向间断而爆发旋涡 , 使射流微团爆发横向 脉动而与地道气流进活跃量与质料交流 。这种效率 , 使射流边界扩展 , 流量补充 , 速率减小 , 压力上升 , 酿成 射流生长进程 , 与此同时 , 随同滚动边界逐步缩小 , 压 力同步上升 。地铁射流风机研究的意义 全豹地道气流沿着纵向 展示一种渐变 的 、非匀称的逆压滚动 , 直至射流生长竣工 , 随同流消 失 , 断面入手下手酿成匀称流速率分散 。 射流风机可举办 正反转 , 诈骗其所酿成的片面升压 , 能够改造管网阻力 分散 。射流风机效率示睹地图 1。 图 1射流风机效率示意 轨道交通透风模子为汇集型透风 。 射流风机凡是 收稿日期 :2010 -09 -02 作家简介 :曾 臻(1980— ), 男 , 工程师 操纵正在上 、下行区间彼此连通处的诱导式透风 。如非 屏障门车站站台 、联络通道 、区间配线等 。计划需求增 大或省略某条地道压力以包管有车地道风速大于临界 风速 。区间事件时 , 向滞留正在列车区间供给必定的通 风量是地铁地道透风体例的首要工作 。 通常列车障碍 正在区间时 , 要包管列车空调的平常运转 , 而区间火警时 则需管制烟气流向 。凡是 6节编组的列车总长达 120 m。 当一列车滞留正在区间时 , 该区间 120 m长度受列 车妨害 , 妨害面积约占地道横断面积的 40% ~ 50%, 大大补充了区间阻力 。也恰是因为列车的妨害 , 彻底 改造了地下片面透风汇集的阻力分散 , 从而极大地改 变了死板透风时气流正在汇集中的分拨 , 使需求增强通 风的区段得不到有用的风 , 透风的作用相当低 , 而非控 制区域却气流量较大 。 3射流风机盘算推算措施 射流风机盘算推算公式 :射流风机的设立对照精巧 , 射 流风机的压力补充值可按下式盘算推算 ΔH =ρV2jAj(1 -Vr/Vj)i/Ar 式中 , ΔH为压力补充值 , Pa;Vj为风机出口风速 , m/s; Aj为风机风口面积 , m2 ;Ar为地道横断面积 , m2 ;Vr为 地道靠山风速 , m/s;i为的射流风机设立台数 ;ρ为空 气密度 , kg/m3 。 射流风机具有单机功率小 、可众台撮合运转的特 点 。 当采用众台接力运转时 , 每组的纵向间距起码应 大于地道高度的 10倍 , 避免彼此间的影响 。 4地铁地道射流风机间距设立题目商量 4.1地铁地道纵向射流透风的外面领悟 取一个射流单位段领悟 , 射流风机进口前为吸风作 用区 , 出口后为射流效率区 。高速气流经风机射流喷出 后 , 仍坚持自正在紊动射流的根基动力性情 , 如跟着射流 的流程补充 , 射流重心速率将逐步衰减 , 对边际氛围产 生卷吸与混掺 , 射流范围持续扩展 , 射流主体流量补充 等方面 ;但它又是一种特地的有限空间射流 , 即地道壁 面的几何条目将对射流的生长运动爆发很大的影响 , 其 结果爆发了射流的诱导效应 、增压效应和能量牺牲 。 当 射流风机设立正在侧壁的放大断面 (壁龛 )时 , 壁龛的几何 特性又成为影响这一动量型射流的苛重外因 。地铁射流风机研究的意义 从地道射流单位滚动性情领悟 , 通常可将其分为 76 铁道法式设 计 RAILWAYSTANDARDDESIGN2010 (增刊 2) 曾 臻 , 肖益民 — 地铁射流风机最佳纵向间距琢磨 · 通 风 · 3个段落 , 即射流风机入口前的吸入端 、射流效率的诱 导段及射流扩展至全豹地道断面后的压力透风段 。其 中 , 诱导段的气流流场分散庞大 , 难以用惯例的外面计 算公式举办盘算推算 。 本地铁地道区间中存正在列车的障碍而启动射流风 机举办透风时 , 因为列车断面积与地道断面积的比值 较大 , 其对地道中的气流滚动的影响相当明显 , 这是地 铁地道射流透风区别于公道地道射流透风一个首要原 因 ;别的 , 地道断面形势 、壁面特性 、透风需求等方面存 正在着分别 , 使得轨道交通地道射流风机的盘算推算措施不 能齐备照搬公道地道 。 4.2地铁地道射流风机最佳设立间隔确凿定措施 4.2.1基于 CFD的模仿领悟措施 要确定地铁地道射流风机的设立间隔 , 起初务必 左右其流场分散性情 。 本文采 用 CFD(Computational FluidDynamics)措施对其举办领悟 。以某地铁地道为 原型创造盘算推算模子 , 其平面 、断面积 CFD软件筑模如 图 2所示 。 图 2地道射 流风机铺排及 CFD软件模子示意 (单元 :m) 正在 CFD模仿领悟中 , 对物理题目采用如下根基假 地位位于重心 , 故射流生长的受限影响特性不彰彰 , 而 设 :(1)气流流体是不行压缩的 ;(2)流体为接续性介 显示出近似对称生长的特质 。 上述两图均显示 , 射流 质 , 且各向同性 ;(3)滚动为安宁湍流 , 知足 Boussinesq 的影响连接到 x=95 m足下 , 距壁龛放大段出口约 31 假设 ;(4)滚动从命能量守恒定律 ;(5)地道壁面绝热 。 m。 纵向速率分散特性显示 , 射流风机对吸入一侧的 正在上述假定条目下 , 流场的管制方程为接续性方程 、动 气流运动影响不彰彰 , 其影响苛重召集正在受射流影响 量守恒方程和能量守恒方程构成 。地铁射流风机研究的意义 因为湍流具有随机 的诱导段 , 该段气流运动境况庞大 , 而正在射流效率收场 脉动的特质 , 实践的 CFD数值盘算推算需求采用湍流模子 后 , 气流又展示出匀称滚动的特质 。 把湍流的脉动值与时均值闭联起来 , 得出湍流管制方 程 。 本文采用法式 k-两方程湍流盘算推算模子举办求解 , 管制方程的外达式及其参数详睹相闭盘算推算流体力学文 献 。 射流风机参 数按工 程实 际境况 设立 :风量 11.2 m3 /s, 出口直径 630 mm, 推力 495 N, 出口流速 22.3 m/ s, 功率 18.5 kW。 4.2.2无列车障碍时射流风机效率下地铁地道空间 的流场分散性情 图 3为小喇叭口形断面的地道 , 正在无列车障碍情 图 4小喇叭口断面地道 Y=5 m竖直纵向 剖面速率分散云图 图 5为截取的 x=30 m(壁龛放大段入口 )、X=48 况下 , 高度 Z=4 m(射流风机中心点 )秤谌纵向剖面的 气流速率分散矢量图 。从该图能够看出 , 风机射流的 m、X=95 m处横断 面气流速率分散云图与上述纵向 断面的流速分散境况能够彼此印证 。 x=30 m处的吸 影响至出口入手下手 , 逐步向外扩展 , 边界逐步放大 。 因为 壁面影响的存正在 , 使得射流呈现出对壁面贴附的受限 射流性情 。同时 , 嵌入段向平直地道段过渡的壁面临 入段及射流影响收场的气流分散 X=95 m处断面速率 分散较为匀称 。而正在 X=48 m(射流风机出口邻近 ), 射流的扩展诱导效应彰彰 , 且两股射流逐步汇合 , 同时 射流的影响效率也相等彰彰 。图 4为 Y=5 m处的竖 直纵向剖面速率分散云图 , 该剖面地位亲昵地道平直 能够看到风机安置地位的近壁面临射流的影响 。 段安置风机一侧的地道壁面 。 正在此断面上 , 风机安置 图 3小喇叭口断面地道 Z=4 m秤谌纵向剖面 速率分散矢量图 铁道法式计划 RAILWAYSTANDARDDESIGN2010(增刊 2 ) 图 5小喇叭口断面地道 X=30、48、95 m横断面 气流速率分散云图 77 · 通 风 · 曾 臻 , 肖益民 — 地铁射流风机最佳纵向间距琢磨 4.2.3无列车障碍时射流风机效率下地铁地道空间 的压力场分散性情 图 6 为沿 X方 向各横断 面的压力 蜕变趋 势图 。 从图中能够看出 , 正在吸入段及射流消亡后的压力透风 段 , 断面压力沿流程呈线性蜕变趋向 ;而正在射流效率的 诱导段 , 因为射流风机的升压效率 , 压力上升 , 但压力 蜕变境况庞大 。 图 9有列车障碍境况下 Y=1 m竖直纵向剖面 速率分散矢量图 图 10 ~图 12为上述 3个代外性剖面的气流静压 分散云图 。从图中能够看出 , 因为障碍列车的影响 , 正在 障碍肇始断面邻近 , 静压力的颠簸蜕变热烈 , 进入障碍 段自此 , 列车两侧的静压蜕变趋向均是逐步降低 , 但正在 障碍入手下手的必定间隔内 , 二者存正在较为彰彰的分别 , 随 着流程的进步 , 这种分别逐步缩小 。 有列车障碍境况 图 6小喇叭口沿 X宗旨横断面压力蜕变趋向 4.2.4列车障碍时射流风机效率下地铁地道空间的 下风速分散云图睹图 13、图 14。 流场分散性情 正在有列车障碍的境况下 , 流场分散要受到障碍列 车的影响 。本文对此举办了 CFD模仿 。同样以小喇 叭口形断面的地道为例 , 设列车障碍的肇始断面位于 壁龛放大段的末了 , 即 X=63.8 m处 , 列车的断面按设 计境况设立 。 图 7为有列车障碍境况下 Z=4 m秤谌纵向剖面 图 10有列车障碍境况下 Z=4 m竖直纵向剖面 压力分散云图 速率分散矢量图 。 从图中能够看出 , 射流正在亲昵列车 障碍肇始断眼前的大约 10 m处爆发了扰流 。 因为列 车的障碍 , 障碍段的气畅达道断面为环形断面 , 从图中 可睹 , 气流进入逼近风机一侧的间隙中的速率高于另 一侧 , 速率沿程分散与无障碍境况 (图 3)存正在较为明 显的分别 。图 8和图 9分歧为射流风机一侧地道壁面 与障碍列车之间 、无射流风机侧地道壁面与障碍列车 图 11有列车障碍境况下 Y=5.8 m竖直纵向剖面 压力分散云图 之间的纵向竖直断面的速率分散矢量图 。从图中能够 看出 , 障碍列车两侧的通道中的速率生长存正在着必定 的分别 。 图 12有列车障碍境况下 Y=1 m竖直纵向剖面 压力分散云图 图 7有列车障碍境况下 Z=4 m秤谌纵向剖面 速率分散矢量图 图 8有列车障碍境况下 Y=5.8 m竖直纵向剖面 速率分散矢量图 78 图 13有列车障碍境况下小喇叭口列车处风速分散云图 将模仿结果获得的沿程各横断面均匀静压蜕变情 况示于图 15。 从图中 能够看出 , 正在列 车障碍 肇始位 置 , 因为过流断面的快速蜕变 , 均匀静压也相应映现一 个突变。正在障碍区间, 因流速增大, 压力线也更为 陡降 。 铁道法式设 计 RAILWAYSTANDARDDESIGN2010 (增刊 2) · 通 风 · 负压病房气流结构形式的对照 高 煌 (中铁第五勘测计划院集团有限公司 , 北京 102600) 摘 要 :对付污染性 隔绝病 房 , 精良 的气流 结构 计划 能够有 效 地去除病人污染物 , 更好地偏护医 护职员的 安好 。 为了预 防和 管制污染性疾病 的 散布 及蔓 延 , 最 为有 效 的屏 障就 是 负压 隔 离 。 负压隔绝病房苛重 是管制 以空 气为传 染媒 介的 污染性 疾 病 , 为了不使隔绝室 内的空 气扩 散到 病院的 其他 地方 , 拦阻 对 其他区域的污染 , 务必支持隔绝病 房为负压 。 本 文正在计划 中就 几种负压隔绝病房的气流结构花式 , 行使 Fluent举办了数 值模 拟对照 , 得出了较优的气流 结构形式 。 症结词 :负压隔绝病房 ;气流结构方 式 ;数值 模仿 中图分类号 :TU834.8文献标识码 :A 著作编号 :1004 -2954(2010)S2 -0079 -03 1概述 患有流行症的病人是最苛重的污染源 , 正在疾病的 埋伏期继续到克复期内都有大 量病原微生物排出体 外 , 散布给边际的人群 。 “隔绝 ”是将流行症人及带菌 者正在污染功夫放置正在与康健人群隔离的指定地方 , 以 便于息养和看护 。 同时 , 便于污染物的消毒 , 缩小污染 边界 , 省略流行症散布的机缘 , 既有利于防卫流行症菌 收稿日期 :2010 -09 -02 作家简介 :高 煌 (1983— ), 男 , 助理 工程师 , 2006 年毕 业于 石家庄 铁 道学院 , 工学学士。 图 14有列车障碍境况下 x=80 m处风速分散云图 图 15有列车障碍境况下小喇叭口形断面地道中气流 静压沿程蜕变弧线结论 的舒展 , 也有利于病人的病愈 。流行症负压隔绝病房 的效用苛重有两点 , 一是诈骗负压道理隔绝病原微生 物 , 同时将室内被患者污染的氛围经特地收拾后排放 , 不会污染处境 ;二是通过透风换气及合理的气流结构 , 稀释病房内的病原微生物浓度 , 并使医护职员处于有 利的风向段 , 偏护医护职员办事安好 。 是以 , 合理的气 流结构对付负压隔绝病房完成其效用至闭首要 。 2几种区别送风口的气流流向领悟 本次对照的负压病房平面铺排如图 1, 模仿气流 结构工况睹外 1。 外 1模仿气流结构工况 工况编号 送风口花式 排风口数目 排风口地位 一 百叶风口 二 百叶风口 1 病床 1 侧面 2 病床 1侧面 、两个病床中心 三 球形矢流风口 1 病床 1 侧面 四 球形矢流风口 2 病床 1侧面 、两个病床中心 五 柱形矢流 2 病床 1侧面 、两个病床中心 2.1侧送风 —单个排风口 原计划计划从门上方设立送风口 , 对面卫生间的 内墙设立 1个排风口 。送风口尺寸 500 mm×200 mm, (1)地道断面形势 、壁面特性 、透风需求 、车辆阻 塞等方面存正在着分别 , 使得轨道交通地道射流风机的 盘算推算措施不行齐备照搬公道地道盘算推算措施 《公道地道 透风照明计划样板 》(JTJ026.1— 1999), 轨道交通中射 流风机盘算推算外面也需求进一步琢磨 。 (2)从本论文中能够看出 , 列车如障碍正在射流风 机处气流将不再是层流 , 而是相当庞大的紊流 , 不行简 单操纵层流外面公式举办盘算推算 。因为 SES盘算推算软件 为一维线性软件 , 不行行使于紊流场模仿 。 正在计划时 应该琢磨列车障碍比对射流生长的影响 , 射流风机纵 向铺排间距需举办 CFD模仿举办确认 , 创议铺排纵向 间隔大于列车长度 30 m。 参考文献 : [ 1] 杨秀军 .公道地道透风中射流风机纵向最小间距探索 [ J] .重庆交 通大学学报 , 2008(2). [ 2] 郑晋丽 .诱导射流兴办正在地铁透风中的行使 [ J] .都邑轨道交通研 究 , 2005(2). 铁道法式计划 RAILWAYSTANDARDDESIGN2010(增刊 2 ) 79

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