對于采用縱向通風(fēng)方式的公路隧道,在確定了其需要的空氣量后,使可以計算用于克服隧道中全部空氣阻力所需要的隧道射流風(fēng)機的推力,隧道中的空氣阻力主要由以下各項阻力組成。
1、隧道進(jìn)口、出口空氣阻力
隧道進(jìn)口、出口空氣阻力pen,ex通常取為隧道中空氣動(dòng)壓的1.5倍,如果隧道進(jìn)口置有流線(xiàn)型喇叭段結構,出口置有擴散結構,則此項阻力會(huì )小些。pdt=1/2ρV2T
式中 pdt——隧道空氣動(dòng)壓,Pa;ρ——空氣密度,kg/m3;VT——隧道中空氣平均流速=qT/VT,m/s;qT——隧道中空氣流速,m/s;AT——隧道截面積,m2
2、車(chē)輛拖阻或阻力
在單向隧道中,如果車(chē)輛速度低于隧道中風(fēng)速,車(chē)輛會(huì )產(chǎn)生拖阻,如果車(chē)輛速度大于隧道中風(fēng)速,則車(chē)輛會(huì )對空氣流動(dòng)產(chǎn)生助推力;在雙向隧道中,與風(fēng)速反向的車(chē)輛行駛速度會(huì )對空氣流動(dòng)產(chǎn)生阻力,車(chē)輛拖阻或助推力計算如下:
pdrag=CdAV/AT×0.5ρ〔(NC1 NT1)(VV1 VT)2-(NC2 NT2)|VV2-VT|(VV2-VT)〕
式中 pdrag——車(chē)輛拖阻或阻力,Pa;Cd——車(chē)輛拖阻系數(1.0);AV——車(chē)輛迎風(fēng)面積(小汽車(chē):2m2,卡車(chē)6m2);NC1——與風(fēng)向相反行駛小汽車(chē)車(chē)輛數;NT1——與風(fēng)向相反行駛卡車(chē)車(chē)輛數;NC2——與風(fēng)向同向行駛小汽車(chē)車(chē)輛數
NT2——與風(fēng)向同向行駛卡車(chē)車(chē)輛數;VV1——與風(fēng)向相反行駛車(chē)輛速度,m/s;VV2——與風(fēng)向同向行駛車(chē)輛速度,m/s;對于單向隧道NC1=0,NT1=0
3、環(huán)境條件
由于隧道的地理位置不同,隧道進(jìn)出口的環(huán)境條件存在較大差異,如自然風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度、海拔、大氣壓等條件會(huì )差別較大,從而會(huì )導致煙囪效應(stack effects),應從隧道的空氣阻力中增加或減掉此效應。由于隧道兩端大氣壓差而引起的阻力pstack應由測量值確定,并增加到系統阻力中。