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为缓解城市用地紧张、城市中心区主干道交通拥堵、缩短城区间的道路里程,多点进出结构的城市地下道路已成为目前我国城市地下道路建设的主要隧道形式。然而复杂的隧道结构特征,直接影响着城市地下道路空气流动特性,以及由此带来的通风阻力特性。纵向射流通风是目前城市地下道路通风设计中最常用的通风方式之一。当隧道内污染物浓度过高时,射流风机需要克服隧道内空气流动引起的阻力,将室外的新鲜空气带入隧道内,稀释隧道内机动车在行驶过程中排放的污染物。然而,受分(合)流匝道结构特征的影响,多点进出城市地下道路空气流动特性远较单点进出城市地下道路的复杂,隧道各段的空气流动阻力不但受本隧道段的影响,同时还受上、下游隧道段的影响。当已知隧道某段污染物浓度超标,需要在该隧道段形成一定风速(风量)时,首先要对全隧道段的空气阻力特性进行评估后,才能确定为了在某隧道段营造所需风速(风量)必须提供的风机压头。而这也是多点进出城市地下道路纵向射流通风系统节能运行的难点和关键所在。 因此,本研究基于对国内外隧道空气流动阻力特性及其通风控制相关研究进展的调研与分析,分析了城市地下道路的结构特征和通风阻力的影响因素,结合流体力学基本理论、空气流动阻力特性以及质量守恒定律,构建了多点进出城市地下道路通风阻力计算模型。并使用缩尺模型试验、数值模拟方法对多点进出城市地下道路分(合)流匝道通风阻力特性进行了分析,进而确定在某隧道段营造所需风速(风量)时的隧道通风阻力。应用该方法定量分析了多点进出城市地下道路通风阻力特性,同时以长沙市营盘路隧道为例,对其通风系统节能运行策略进行了探讨分析。 结果表明:为求得风速(风量)分布,构建了隧道通风阻力模型,影响模型求解的最主要因素是分(合)流匝道局部阻力系数;当流动处于阻力平方区时,分(合)流匝道局部阻力系数几乎与雷诺数无关;主隧道与匝道风量比、主隧道与匝道夹角是影响分(合)流匝道局部阻力系数的关键因素;城市地下道路分(合)流匝道局部阻力变化特性,不宜简单套用通风管道的三通构件的参数,并应用Matlab软件进行多因素回归分析,得出关于风量比和分岔角度的分(合)流匝道局部阻力系数计算关联式;分(合)流匝道对隧道的通风阻力特性有贡献作用,匝道间距为500m时,合流匝道和分流匝道大于两条,隧道空气流动阻力基本不变;应用本方法运行长沙隧道通风系统,针对隧道运行方案和设计院设计方案,提出节能优化运行方案。