解析在高海拔的环境下的隧道通风设计

　　在隧道内，射流风机通常安放在隧道顶部，每组2台。射流风机的工作原理与安放在通风井内的轴流风机不同，射流风机是依靠风机喷出的高速气流带动隧道内的空气沿隧道进行运动的。因而，射流风机的主要参数是射流风机产生的推力，即克服隧道空气阻力的能力。射流风机的推力，与风机的功率、风机质量、风机数量有直接的关系。因此不论是公路隧道通风系统的设计者，还是隧道运营部门，都十分重视射流风机的推力。因此，射流风机的功率大小取决于射流风机的推力。该推力的条件为标准条件，即温度为20℃，海拔高度为0m，空气密度为1.2kg/m3时，风机所产生的测量推力。当风机用于不同海拔高度时，由于空气的密度不同，风机所产生的推力将有很大变化。但是否该风机由于推力、功率下降，影响风机在隧道内的正常工作呢请见下面隧道内的空气阻力计算。高海拔隧道空气阻力计算隧道中的空气阻力可以简单的表示为：Pt=0.5kV2t（7）式中：Pt为隧道内的空气总阻力；k为隧道内的总阻力系数；Vt为隧道内的平均空气速度。由上式可知，空气密度同样影响隧道内的空气阻力。即当海拔高度较高时，由于空气密度的降低，隧道空气总阻力与风机总推力同时下降，而且下降的比例相同。

　　射流风机的调整当射流风机用于高海拔隧道时，射流风机可以按照海拔高度进行调整，以提高射流风机的性能，充分发挥射流风机所使用电机的功率。

　　（1）选取功率小一些的电机。由于空气密度的降低，使所需风机推力及电机功率降低，为了节省设备费用，可选取功率小一些的电机以适应风机所需实际功率。（2）提高风机出口风速，减少风机数量。为了不降低电机的实际使用功率，可以通过增加风机的叶片角度来增加风机的出口速度及风机的推力，因而增加风机的负载，达到增加风机功率的目的。此时风机的输出推力可以增加到该风机在空气密度为1.2时的推力。但风机的叶片角度也有极限，当风机的叶片角度增至极限时，风机的推力将无法继续增加。增加风机推力的大好处是可降低风机的数量，降低通风设备的投资。

　　每台风机的实际轴功率为20.75kW，实际40台风机电机总功率为WZ=40×20.7=828kW.为了降低电机的成本，可以采用22kW电机。如果采用调整风机叶片角度的方法增加风机推力，并假定调整到风机推力等于1280N（=0.83），风机实际轴功率为30kW.此时所需要的风机台数=所需总推力/单台风机推力=35413.3/1280=28台。实际所需要的射流风机数量将由40台降到28台，节约12台射流风机。在节约风机数量的同时，将减少风机预埋件、风机电缆、风机就地控制柜的数量，降低安装费用等，同时通风设备的投资可降低30左右。

　　结论对于海拔高度较高的公路、铁路隧道使用射流与轴流风机进行通风时，应该考虑由于空气密度变化给风机带来的影响。对所用的射流风机与轴流风机进行相应的调整，使所用的风机能充分发挥其性能，并节省通风设备的投资。所需注意的是，为适应高海拔隧道工作进行调整的风机，仅能在所调整的海拔高度工作。如果将此风机用在海平面时，电机将会发生超负载工作，因此应避免。如果由于种种原因该风机需要在海平面工作（如进行测试），则应将风机调回到原状态。