專利名稱：：一種公路隧道通風(fēng)試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種通風(fēng)試驗裝置，更具體涉及一種公路隧道通風(fēng)試驗裝置，適用于公路相鄰隧道通風(fēng)混風(fēng)模擬；公路隧道通風(fēng)污染物分布模擬；公路隧道火災(zāi)模擬等?！?br>背景技術(shù)：
：近年來，隨著我國公路交通等基礎(chǔ)設(shè)施投入加大，一批長大公路隧道應(yīng)運而生。由于公路隧道是細長比很大的狹長通道，空間相對封閉、通風(fēng)條件較差，汽車排出尾氣中的主要有害成分如氮氧化物、一氧化碳、丙烯醛及油煙等易于積聚，造成隧道內(nèi)通風(fēng)狀況的惡化；加之公路隧道內(nèi)車流密度大、車速快，一旦發(fā)生火災(zāi)，容易造成重大的人員事故和財產(chǎn)損失，甚至危及隧道結(jié)構(gòu)的安全。因而，通風(fēng)設(shè)計成為長大公路隧道總體規(guī)劃、設(shè)計的一個重要組成部分，營運通風(fēng)和防災(zāi)技術(shù)已經(jīng)成為制約特長隧道建設(shè)的一項重要技術(shù)，并開始成為通風(fēng)設(shè)計中的決定性因素之一。目前，國內(nèi)外開展隧道通風(fēng)、防災(zāi)方面的經(jīng)驗與研究相對較少，為確保隧道營運通風(fēng)、防災(zāi)系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、合理，從而避免設(shè)計上的浪費和不安全因素，很有必要開展公路隧道通風(fēng)方面的試驗與理論研究。目前國內(nèi)外在隧道通風(fēng)方式與隧道污染物分布方面的試驗研究主要有現(xiàn)場試驗和模型試驗。國外隧道火災(zāi)試驗多以廢棄隧道、壽命期內(nèi)隧道和綜合隧道試驗基地為主，如挪威Runehamar隧道、荷蘭Benelux2隧道火災(zāi)試驗和西班牙的TST隧道火災(zāi)綜合防災(zāi)基地。國內(nèi)隧道火災(zāi)大多在比例模型中進行試驗，比如西南交通大學(xué)等單位對秦嶺終南山特長公路隧道進行了大比例火災(zāi)模型試驗，模型隧道段采用鋼筋混凝土管段模擬，測試系統(tǒng)監(jiān)測溫度、壓力、風(fēng)速，研究不同風(fēng)速下溫度沿程分布規(guī)律；中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點實驗室與云南省公安消防總隊合作，在昆明一石林高速公路的陽宗隧道以及元江一磨江高速公路的大風(fēng)她口隧道和元江號隧道開展針對性的火災(zāi)模擬現(xiàn)場試驗；重慶交通科研設(shè)計院進行的雪峰山隧道運營通風(fēng)模型實驗研究。這些試驗通常采用木材、汽油和柴油油盤火作為模擬火源，通過溫度計和風(fēng)速表監(jiān)測溫度場和風(fēng)流場，通過觀察煙氣擴散情況確定污染物彌散情況。由于現(xiàn)場試驗邊界條件復(fù)雜、影響因素較多，開展難度較大，也不適用于隧道建成前的通風(fēng)方式的設(shè)計與研究，而模型試驗具有成本低廉，方便靈活，可直觀回答一些技術(shù)性難題，無疑是公路隧道通風(fēng)研究的一個重要組成部分。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供了一種公路隧道通風(fēng)試驗裝置。該公路隧道通風(fēng)試驗裝置根據(jù)兩隧道不同錯開距離、不同進回風(fēng)風(fēng)速時示蹤氣體分布情況，從而模擬公路隧道兩相鄰隧道污風(fēng)混入情況，以及隧道發(fā)生火災(zāi)后有毒氣體的擴散情況。本發(fā)明試驗裝置具有成本低、通用性好、結(jié)構(gòu)簡單、試驗方便易行、試驗結(jié)果穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用CO氣體作為示蹤氣體，根據(jù)原型隧道形狀按一定的相似比制作有機玻璃隧洞模型，利用一套示蹤氣體進氣裝置向隧洞內(nèi)供氣，監(jiān)測隧洞內(nèi)風(fēng)速和CO氣體濃度，從而得知兩隧洞混風(fēng)情況及污染氣體的分布狀況；隧道不同工況是通過調(diào)整兩隧洞錯開距離和進回風(fēng)速度來實現(xiàn)的。本發(fā)明公路隧道通風(fēng)試驗裝置包括一套示蹤氣體進氣裝置，有機玻璃隧洞，通風(fēng)裝置，示蹤氣體檢測儀表和風(fēng)速測定儀表，擋板等組成。有機玻璃隧洞為相鄰兩條隧洞模型，根據(jù)原型隧道尺寸大小，按一定的相似比，釆用有機玻璃(厚度在l-2.5cm之間)分段定制而成，其間距根據(jù)實際距離按一定相似比確定。通風(fēng)裝置為兩臺軸流式風(fēng)機，第一軸流式風(fēng)機與第一有機玻璃隧洞相連，其作用是用于向隧洞內(nèi)壓風(fēng)；第二軸流式風(fēng)機與第二有機玻璃隧洞相連，其作用是用于從隧洞向外抽風(fēng)。風(fēng)速測定儀表為風(fēng)速儀，第一風(fēng)速儀放置于第一有機玻璃隧洞出風(fēng)端距洞口1.5-2m處，其作用是測試洞內(nèi)風(fēng)速；第二風(fēng)速儀放置于第二有機玻璃隧洞進風(fēng)端距洞口1.5-2m處，其作用是測試洞內(nèi)風(fēng)速。示蹤氣體檢測儀表為兩臺CO檢測儀，第一CO檢測儀放置于第一有機玻璃隧洞出風(fēng)端距洞口1.5-2m處，其作用是測試洞內(nèi)CO濃度；第二CO檢測儀放置于第二有機玻璃隧洞進風(fēng)端距洞口1.5-2m處，其作用是測試洞內(nèi)CO濃度。擋板放置于第一有機玻璃隧洞進風(fēng)端與第二有機玻璃隧洞出風(fēng)端之間，其作用是隔開進風(fēng)風(fēng)流與出風(fēng)風(fēng)流，以免污風(fēng)被二次吸入。擋板放置于一有機玻璃隧洞出風(fēng)端與第二有機玻璃隧洞進風(fēng)端，其作用是模擬隧洞口真實地形。示蹤氣體進氣裝置與有機玻璃隧洞相連，該裝置是由氣瓶、壓力表、減壓閥、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥、氣體流量計組成的，其作用是向隧洞內(nèi)加入CO示蹤氣體。其中氣瓶內(nèi)裝CO氣體，其作用是提供CO作為示蹤氣體；壓力表與氣瓶連接，其作用是測量氣瓶內(nèi)CO氣體壓力；減壓閥與壓力表連接，其作用是降低氣體壓力；穩(wěn)壓閥與減壓閥連接，其作用是穩(wěn)定氣體壓力；穩(wěn)流閥與減壓閥連接，其作用是穩(wěn)定氣流，使放出氣流平穩(wěn)；氣體流量計與穩(wěn)流閥連接，其作用是穩(wěn)定氣體流量。本公路隧道通風(fēng)試驗裝置具有以下優(yōu)點和效果①本試驗裝置可以嚴格控制兩隧洞進回風(fēng)速度和污染物濃度，試驗結(jié)果準確可靠。②本試驗裝置通過調(diào)整間距和進回風(fēng)速度，因而可以模擬隧道不同工況下的通風(fēng)狀況?！虮驹囼炑b置隧洞模型由有機玻璃分段粘接而成，可以模擬任意形狀真實隧洞。利用本試驗裝置可以在室內(nèi)或露天環(huán)境下開展試驗，試驗簡單方便，與現(xiàn)場試驗相比，成本十分低廉，試驗周期短。圖1為一種公路隧道通風(fēng)試驗裝置示意圖，該試驗裝置包括第一、第二有機玻璃隧洞l、2，第一、第二軸流式風(fēng)機3、4，第一、第二風(fēng)速儀5、6，第一、第二CO檢測儀7、8，第一、第二擋板9、10。圖2為示蹤氣體進氣裝置示意圖，該裝置包括氣瓶ll;壓力表12;減壓閥13;穩(wěn)壓閥14;穩(wěn)流閥15;氣體流量計16組成。具體實施例方式根據(jù)圖l、圖2，本發(fā)明公路隧道通風(fēng)試驗裝置由一套示蹤氣體進氣裝置，第一、第二有機玻璃隧道模型l、2，第一、第二軸流式風(fēng)機3、4，第一、第二風(fēng)速儀5、6，第一、第二C0檢測儀7、8，第一、第二擋板9、IO等組成。第一、第二有機玻璃隧洞1、2由武漢聯(lián)盛有機玻璃有限公司定制，壁厚1.5cm，每段長度為lm，段間采用強力膠水粘接，并加以膠帶密封。第一、第二軸流式風(fēng)機3、4采用武漢興益風(fēng)機電器有限公司產(chǎn)LDT軸流式通風(fēng)機，其主要參數(shù)為<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>第一、第二風(fēng)速儀5、6采用武漢世杰建宏電子有限公司銷售的袋裝高級風(fēng)速表，其產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)為最小/最大風(fēng)速1.020.0m/s，精度O.l工作溫度-1550°C第一、第二C0檢測儀7、8選用青島路博偉業(yè)環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的T40礦用CO檢測儀，其產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)為量程0-999ppm，分辨率1ppm溫度范圍-20~50°C第一、第二擋板9、10采用市售建筑用隔熱板。氣瓶11采用市售武漢鋼鐵集團氧氣有限責(zé)任公司CO氣體，容積40L，氣體純度99.99%。壓力表12選用上海自動化儀表四廠生產(chǎn)的Y—60型氣體壓力表，其測量范圍為025Mpa。減壓閥13選用上海容裕鋼瓶閥門有限公司的YK43型減壓闊，其最高進口壓力為016Mpa，出口壓力為04.5Mpa。穩(wěn)壓閥14選用南京南達分析儀器應(yīng)用研究所生產(chǎn)的WYF-01型氣體穩(wěn)壓閥。穩(wěn)流閥15選用南京南達分析儀器應(yīng)用研究所WLF-1型氣體穩(wěn)流閥。氣體流量計16選用武漢天罡科技發(fā)展有限責(zé)任公司生產(chǎn)的氣體流量計。根據(jù)圖l、圖2，本通風(fēng)試驗裝置的連接關(guān)系是第一、第二有機玻璃隧洞1、2為相鄰兩條隧洞模型，根據(jù)原型隧道尺寸大小，按一定的相似比，釆用有機玻璃(厚度在l-2.5cm之間)分段定制而成，其間距根據(jù)實際距離按一定相似比確定。通風(fēng)裝置為第一、第二軸流式風(fēng)機3、4，第一軸流式風(fēng)機3與第一有機玻璃隧洞1相連，其作用是用于向隧洞內(nèi)壓風(fēng)；第二軸流式風(fēng)機4與第二有機玻璃隧洞2相連，其作用是用于從隧洞向外抽風(fēng)。風(fēng)速測定儀表為第一、第二風(fēng)速儀5、6，第一風(fēng)速儀5放置于第一有機玻璃隧洞1出風(fēng)端距洞口1.5-2m處，其作用是測試洞內(nèi)風(fēng)速；第二風(fēng)速儀6放置于第二有機玻璃隧洞2進風(fēng)端距洞口1.5-2m處，其作用是測試洞內(nèi)風(fēng)速。示蹤氣體檢測儀表為第一、第二CO檢測儀7、8，第一CO檢測儀7放置于第一有機玻璃隧洞1出風(fēng)端距洞口1.5-2m處，其作用是測試洞內(nèi)CO濃度；第二CO檢測儀8放置于第二有機玻璃隧洞2進風(fēng)端距洞口1.5-2m處，其作用是測試洞內(nèi)CO濃度。第一擋板9放置于第一有機玻璃隧洞1進風(fēng)端與第二有機玻璃隧洞2出風(fēng)端之間，其作用是隔開進風(fēng)風(fēng)流與出風(fēng)風(fēng)流，以免污風(fēng)被二次吸入。第二擋板IO放置于第一有機玻璃隧洞1出風(fēng)端與第二有機玻璃隧洞2進風(fēng)端，其作用是模擬隧洞口真實地形。示蹤氣體進氣裝置通過氣體流量計16與第一有機玻璃隧洞1相連，示蹤氣體進氣裝置是由氣瓶11、壓力表12、減壓閥13、穩(wěn)壓閥14、穩(wěn)流閥15、氣體流量計16組成的，其作用是向隧洞內(nèi)加入CO示蹤氣體。其中氣瓶ll內(nèi)裝CO氣體，其作用是提供CO作為示蹤氣體；壓力表12與氣瓶11連接，其作用是測量氣瓶內(nèi)CO氣體壓力；減壓閥13與壓力表12連接，其作用是降低氣體壓力；穩(wěn)壓閥14與減壓閥13連接，其作用是穩(wěn)定氣體壓力；穩(wěn)流閥15與減壓閥14連接，其作用是穩(wěn)定氣流，使放出氣流平穩(wěn)；氣體流量計16與穩(wěn)流閥15連接，其作用是穩(wěn)定氣體流量。下面對本發(fā)明作進一步說明如下①本試驗裝置采用示蹤氣體CO氣體為有毒氣體，因此試驗人員必須配套活性炭防毒口罩或防毒面具，試驗宜在室外無風(fēng)環(huán)境下進行，如在室內(nèi)進行，上一個試驗試驗完畢后應(yīng)室內(nèi)通風(fēng)一段時間后再進行下一個試驗。②試驗中應(yīng)控制C0氣體流量，以免超出C0檢測儀測量范圍。本通風(fēng)試驗裝置裝配完成后，首先接通軸流式通風(fēng)機電源，用擋板調(diào)整風(fēng)機進風(fēng)量和排風(fēng)量使兩隧洞風(fēng)速達到試驗值，待風(fēng)流平穩(wěn)后打開CO氣瓶閥門，調(diào)整氣體流量并使氣流平穩(wěn)，通風(fēng)35分鐘，待風(fēng)速表和C0測試儀讀數(shù)穩(wěn)定后記錄下試驗數(shù)值，即完成一組試驗。以上技術(shù)方案實現(xiàn)了相鄰兩公路隧道混風(fēng)情況和污風(fēng)分布規(guī)律的測定。利用本公路隧道通風(fēng)試驗裝置，測試簡便易行，測量成本低，試驗結(jié)果準確可靠，具有十分重要的工程應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景。權(quán)利要求1.一種隧道通風(fēng)試驗裝置，它由示蹤氣體進氣裝置，第一有機玻璃隧洞(1)、第一軸流式風(fēng)機(3)、第一風(fēng)速儀(5)、第一CO檢測儀(7)、第一擋板(9)組成，其特征在于，第一、第二有機玻璃隧洞(1、2)為相鄰兩條隧洞，采用有機玻璃分段定制而成，通風(fēng)裝置為第一、第二軸流式風(fēng)機(3、4)，第一軸流式風(fēng)機(3)與第一有機玻璃隧洞(1)相連，第二軸流式風(fēng)機(4)與第二有機玻璃隧洞(2)相連，風(fēng)速測定儀表為第一、第二風(fēng)速儀(5、6)，第一風(fēng)速儀(5)放置于第一有機玻璃隧洞(1)出風(fēng)端洞口，第二風(fēng)速儀(6)放置于第二有機玻璃隧洞(2)進風(fēng)端洞口，示蹤氣體檢測儀表為第一、第二CO檢測儀(7、8)，第一CO檢測儀(7)放置于第一有機玻璃隧洞(1)出風(fēng)端洞口，第CO檢測儀(8)放置于第二有機玻璃隧洞(2)進風(fēng)端洞口，第一擋板(9)放置于第一有機玻璃隧洞(1)進風(fēng)端與第二有機玻璃隧洞(2)出風(fēng)端之間，第二擋板(10)放置于第一有機玻璃隧洞(1)出風(fēng)端與第二有機玻璃隧洞(2)進風(fēng)端。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道通風(fēng)試驗裝置，基特征在于所述的示蹤氣體進氣裝置與第一有機玻璃隧洞(1)相連，該裝置是由氣瓶(11)、壓力表(12)、減壓閥(13)、穩(wěn)壓閥(14)、穩(wěn)流閥(15)、氣體流量計(16)組成，壓力表(12)與氣瓶ll連接，減壓閥(13)與壓力表(12)連接，穩(wěn)壓閥(14)與減壓閥(13)連接，穩(wěn)流閥(15)與減壓閥(14)連接，氣體流量計(16)與穩(wěn)流閥15連接。全文摘要本發(fā)明公開了一種公路隧道通風(fēng)試驗裝置，它由示蹤氣體進氣裝置，有機玻璃隧洞、軸流式風(fēng)機、風(fēng)速儀、CO檢測儀、擋板組成，其特征在于有機玻璃隧洞為相鄰兩條隧洞，采用有機玻璃分段定制而成，通風(fēng)裝置為軸流式風(fēng)機，流式風(fēng)機與有機玻璃隧洞相連，風(fēng)速測定儀表為風(fēng)速儀，風(fēng)速儀放置于有機玻璃隧洞出風(fēng)端距洞口，示蹤氣體檢測儀表為CO檢測儀，CO檢測儀放置于有機玻璃隧洞出風(fēng)端距洞口，擋板放置于有機玻璃隧洞進風(fēng)端與出風(fēng)端之間，示蹤氣體進氣裝置與第一有機玻璃隧洞相連。本發(fā)明試驗裝置具有成本低、通用性好、結(jié)構(gòu)簡單、試驗方便易行、試驗結(jié)果穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。文檔編號E21F1/00GK101586467SQ200910061809公開日2009年11月25日申請日期2009年4月24日優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日發(fā)明者戴永浩,陳衛(wèi)忠申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所