陈外才 陈林翼

摘 要：分析高竖井双向公路隧道热位差对隧道集中排风的影响规律，进一步优化高竖井双向公路隧道的通风模式。

关键词：高竖井双向公路隧道；热位差；集中排风；数值模拟

深埋长大公路隧道一般都会设置高竖井，高竖井内易产生较大的热位差，分析竖井内热位差如何影响公路隧道运营通风，研究优化公路隧道的节能通风方案，可有效降低公路隧道通风能耗。

1 模型分析

公路隧道模型长6000m高9m，竖井宽6m高600m（参考秦岭钟南山公路隧道最高竖井高度），隧道两端洞口各加上100m x 609m外部空气流场。公路隧道竖井与两端空气域等高，隧道与两端空气域一起构成U型管连通器通风系统。

2 热位差对高竖井双向公路隧道集中排风规律的影响分析

Fluent数值模拟中的公路隧道运营环境温度设置为：0℃、10℃、20℃、30℃，公路隧道两端洞口温度取运营环境温度，竖井口温度分别取.3.6℃、6.4℃、16.4℃、26.4℃，公路隧道壁温取20℃。竖井排风压取.100Pa、.200Pa、.300Pa，公路隧道两端洞口都取一个大气压，公路隧道壁粗糙度设0.07，双向公路隧道两个方向都有来车，不考虑隧道交通风压。在Fluent软件中根据实际情况设置模拟系数，开能量方程进行数值模拟，各工况模拟计算结果如下表。

由上表可知：高竖井双向公路隧道冬季运营（环境温度低于20℃）采用竖井集中排风方案可有效利用竖井内的浮升热位差（竖井内存在较大的浮升热位差），将极大地降低排风机能耗。此时，如竖井内风机排风功率相同，则环境温度越低隧道内风速越大。……