一種改進型隧道通風控制系統(tǒng)的設計和仿真分析

采用混合控制方案實施的通風控制，結合隧道實際運營狀態(tài)及發(fā)展變化，通過控制風機開啟臺數(shù)，使之既能滿足《公路隧道通風照明設計規(guī)范JTJ026．1—1999》對環(huán)境的要求，又能延長風機使用壽命與節(jié)能的目的。由此可見，通風控制涉及通風方式、交通組成與變化、交通狀態(tài)與變化、風機運行時間及啟停時間幾方面的因素，作為控制決策，在通風方式確定以后，影響通風的主要因素有隧道內的車輛數(shù)和車輛類型，其決定了CO，VI的排放量；車輛行駛速度，決定了車輛在隧道內的滯留時間。從而通風控制問題轉換為隧道內車輛數(shù)與車輛類型的檢測和預測問題。在得到隧道內車輛數(shù)與車輛類型的當前和其后一段時間的發(fā)展變化規(guī)律后，則可計算CO，VI排放量值，得到CO，VI排放量隨時間變化的曲線(表)，根據(jù)通風計算模型，得到風機開啟臺數(shù)隨時間變化的曲線(表)，根據(jù)各臺風機運行時間和啟停時刻記錄，選擇啟動或停止的風機，使風機運轉平衡。

4 隧道通風系統(tǒng)實現(xiàn)的模擬仿真分析
隧道的通風控制采用分區(qū)域單機控制方式。風機以一組或一種預先設置的組合為通風控制單元，為了分析方便，在模擬仿真時，以單臺風機工作所提供的風量作為測試。其有以下兩種工作方式：
(1)單臺風機與通風道部分連接；
(2)單臺風機與通風道完全連接。
針對以上兩種連接結構形式進行了有限元分析模擬。采用流體動力學(CFD)軟件CFDesign建立了相應計算模型并進行仿真分析，得到一系列明月峽隧道通風設計的結果。
4．1 單臺風機與通風道部分連接的仿真模擬結果
(1)工況1
幾何參數(shù)：通風道長度為50 m；通風道漸變段長度為4 m；連接段長度為7．35 m；軸流風機斷面積為3．108 33 m2。
計算參數(shù)：風機流量為114 m3／s；通風道入口處壓強為0 Pa；通風道出口處壓強為0 Pa。
對以上工況采用CFDesign仿真模擬，采集到的數(shù)據(jù)如表1所示。