多因素耦合影响的小半径曲线隧道风机布置优化研究

作者：李琦; 万雨虹; 王雪; 李敏; 王发豪; 杨畅^*

来源：安全与环境学报, 2023, 23(12): 4308-4317.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2022.2038

• 安全工程
• 曲线隧道
• 通风效率
• 正交试验
• 通风优化
• 数值模拟

在隧道运营通风过程中，射流风机的安装方式会直接影响隧道的通风效率。受曲率半径的影响，小半径曲线隧道的风机安装参数和射流流场分布异于直线隧道。采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)数值模拟的方法，建立曲率半径(r)为100 m、200 m、300 m、400 m的小半径曲线隧道三维通风模型，并针对射流风机横向间距、偏移距离、偏转角度等因素耦合作用下的风机效率进行研究。结果显示：(1)当r为100 m或200 m时，影响风机通风效率的各因素的显著性顺序由大到小依次为横向间距、偏移距离、偏转角度；当r为300 m或400 m时，影响风机通风效率的各因素的显著性顺序由大到小依次为偏转角度、偏移距离、横向间距。(2)当隧道曲率半径变化时，横向间距的最优值未发生变化，当2台风机轴间距取3 m(约2.5D)时，风机升压效果最好。(3)随着隧道曲率半径减小，风机安装最优偏转角度应逐渐增大，当200 m≤r≤300 m时，内偏转10°、外偏移1 m,可有效提升射流风机的升压能力。(4)隧道曲率半径越小，风流从风机口射出后越快撞击壁面，隧道内侧产生的低风速区域面积越大，越不利于通风。(5)当曲率半径变化时，风流均在距离风机口130 m左右得到充分发展，风机布设的最佳纵向间距无明显变化。

• 单位
  四川农业大学