拉日线铁路隧道运营通风研究.doc

西南交通大学
硕士学位论文
拉日线铁路隧道运营通风研究
姓名:刘蓓
申请学位级别:硕士
专业:供热、供燃气、通风及空调工程
指导教师:冯炼
20080401
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摘 要
青藏高原雄踞亚洲大陆中部,海拔高,气压低,含氧量低,风速大。随着青藏地区的开发,青藏铁路的建设也在快速开展着,然而,特殊的高原气候对于内燃机牵引的铁路隧道运营通风提出了新的问题。本文以新建铁路拉萨至日喀则线的铁路隧道群为研究对象,对高原区内燃牵引的铁路隧道通风进行了相关问题的研究。
结合高原地区低压低氧的环境,本文对高原铁路运营隧道内有害气体浓度的控制标准进行了探讨。本文运用一维非恒定流理论对众多隧道的主要通风方案进行数值模拟,得到隧道内气流速度和污染物浓度的时空分布, 在此基础上对高原隧道利用自然风的通风方案,利用辅助坑道的分段式通风方案进行可行性分析,并比较现行通风规范,阐明各通风方案的可行性、适用性及优化建议。
拉日线隧道群中的长大隧道欲利用辅助坑道进行送排式通风。长大隧道采用送排式通风方式时,送排风的局部效应是影响整个隧道通风性能和效果的重要因素。因此,本文利用商业数值模拟软件(CFD),建立了竖井(斜并)送排式通风的三维物理数学模型,分别模拟计算了不同短道长度, 不同排风量和不同送、排风道与隧道轴线夹角的情况下隧道内流场的速度场和压力场分布。通过对模拟结果的分析,分析了以上三个因素对隧道内流场的影响,并建议了相关参数的优化取值范围。此外,本文还针对相邻两隧道洞口间污染物的交叉污染问题进行了研究,利用CFD数值模拟软件建立了两隧道间的三维物理数学模型,分别模拟计算了在有、无侧向自然风影响下两隧道洞口间污染污的分布情况。
关键词:高原气候;铁路隧道;运营通风;数值模拟;竖井送排风
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Ab stract
Qinghai—Tibet plateau is located in the central Asia continent and special for its high elevation,low pressure,low oxygen content and high wind speed. With the development of the Qinghai·Tibet plateau,the construction of the Qingzang railway is carried on ,the special plateau climate proposes new problems to the operation otives running in
the tunnel are tracked by bustion engine.
The research object is new built Lhasa-Rikaze railway
problems of the plateau tunnel ventilation are bine with the
plateau’S special climate,the control standard about the concentration of harmful gas in the operation tunnel are one—dimension unsteady flow theory is used for calculate air flow velocity and pollutant the
base of the calculation,the highway tunnels’ventilation designs using the natural wind and using the service gallery are witll the current codes,the ventilation designs’feasibility,applicability and optimization suggestion ale illustrated.
The ventilation mode of blowing and exhausting using service gallery will
be adopted in the long tunnels on Lhasa-Rikaze doing the ventilation,