§ 21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА ВОЗДУХА, ПОДАВАЕМОГО ДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ

Железнодорожные тоннели. Во время движения поезда и нагнетания свежего воздуха в тоннель вредные газы не только разбавляются, но и вытесняются из тоннеля при концентрациях более высоких, чем ПДК. Моменту выхода локомотива из тоннеля соответствует начальная концентрация (г/м³) вредного газа в тоннеле

,

(24)

где С_к — ПДК вредного газа, существующая в тоннеле в момент входа локомотива, г/м³;

М — количество вредного газа, выделенное локомотивом в тоннеле, г;

V — объем внутреннего пространства тоннеля, м³.

Для того чтобы к концу расчетного времени проветривания t_к = 0,25 ч в тоннеле установилась концентрация вредного газа С_к ,необходимо подавать в тоннель Q м³/ч свежего воздуха.

По формуле проф. А. Н. Селиверстова необходимый объем проветривания (м³/ч)

.

(25)

Эта формула применима, если интервал времени Т между поездами больше или равен интервалу проветривания, т.е. каждый поезд входит в уже полностью проветренный тоннель:

(26)

где t_x — время хода поезда по тоннелю, ч.

Автодорожные тоннели. Массу выхлопных газов (кг/ч), выделяемых автомашиной, ориентировочно определяют по формуле

(27)

где α — коэффициент избытка воздуха в горючей смеси (для карбюраторных двигателей α = 0,85÷0,90, для дизельных двигателей: груженых α = 2÷3, на холостом ходу α ≤ 1,8);

q_i — расход горючего автомашиной определенного типа на уклоне, имеющемся в тоннеле, кг/ч.

С увеличением высоты (Н км) расположения тоннеля над уровнем моря расход горючего возрастает, что учитывается введением множителя k = 1 + 0,022Н.

Зная массу выхлопных газов, можно определить содержание в них ядовитых составляющих. Так, выхлопные газы карбюраторных двигателей содержат (по массе) до 6% окиси углерода, выхлопные газы дизельных двигателей — до 0,5% окиси углерода и до 0,12 — 0,16% акролеина. В первом случае объем проветривания определяют по разбавлению окиси углерода, во втором — по разбавлению акролеина, обладающего значительно большей токсичностью.

Поток из n автомашин, проходящих через тоннель в обоих направлениях со скоростью v км/ч, выделяет на 1 км следующее количество выхлопных газов (кг/ч):

,

(28)

где А^(с) и А^(п) — доля в общем потоке автомашин, идущих соответственно на спуск и подъем (А^(с) + А^(п) = 1);

m_i — доля в потоке одного направления автомашин определенного типа;

g^(с)_i и g^(п)_i — количество выхлопных газов, выделяемое автомашинами одного типа соответственно на спуске и подъеме, кг/ч.

Зная состав автоколонн, можно определить количества выхлопных газов, выделяемых отдельно карбюраторными и дизельными двигателями на участке тоннеля длиной 1 км, и найти массу содержащихся в них вредных газов (окиси углерода — B₁ окислов азота — В₂ и акролеина — B₃, г/ч).

Требуемый объем проветривания (м³/ч) для участка тоннеля длиной 1 км, расположенного на постоянном уклоне, равен большему из значений: по окиси углерода и окислам азота

;

(29)

по акролеину

(30)

При намечаемом промышленном улучшении конструкции двигателей внутреннего сгорания и уменьшении количества выделяемых ими вредных газов может оказаться, что объем проветривания будет лимитироваться выделением тепла и влаги.