冷凝对隧道通风热压的影响分析

作     者：肖益民 毛宏智 陈军 高祥骙 XIAO Yi-min;MAO Hong-zhi;CHEN Jun;GAO Xiang-kui

作者机构：重庆大学土木工程学院重庆400045 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2022年第35卷第8期

页      面：258-266页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51678088) 中国电建集团华东勘测设计研究院课题项目(KY2020-JZ-25) 

主　　题：隧道工程 冷凝 传热传质模型 通风热压 自然通风力 

摘      要：为研究空气水分冷凝现象对隧道通风热压的影响,采用现场实测的某地下通风隧道空气参数以及文献中某隧道自然通风的测试数据,对选用的有限差分法隧道通风传热传质过程及热压计算数学模型进行了验证;并采用数值模拟方法研究分析了不同隧道入口空气温度、相对湿度及通风速度条件下,隧道内空气冷凝现象、沿程空气温度以及热压的变化规律。研究结果表明:冷凝会增大空气与壁面的传热量,使隧道内的空气降温速度减慢,导致通风热压变小,并且该影响会随入口空气温度与相对湿度的升高而增强,随风速提高而减弱;当未发生冷凝时,隧道沿程空气温度分布及热压几乎不受空气湿度的影响。以一个全纵向通风的地下隧道为例,在4~8月,隧道会出现较大范围的冷凝现象,考虑冷凝计算所得热压比不考虑冷凝时低30%,对应的自然风风速平均偏差为0.5 m·s^(-1);在其余月份,不考虑空气冷凝计算所得通风热压与考虑冷凝时相同。因此计算湿热季节通风热压或对应的自然风风速时,应考虑冷凝的影响;其余季节可按不考虑冷凝的方法简化计算隧道热压。