Математическая модель процесса вентиляции в тоннеле метрополитена. Функциональная схема системы вентиляции на станции

Процесс воздухообмена в тоннеле метрополитена (рис.1.1) описывается уравнением теплового баланса [7]:

(1.1)

где tсм- температура смешанного воздуха, tТН – температура теплоносителя (вода), tНВ – температура наружного воздуха, GВТЗ – массовый расход воздуха ВТЗ, GНВ – массовый расход наружного воздуха.

На основании уравнения теплового баланса определяется требуемая температура воздуха на платформе станции

(1.2)

Температура теплоносителя tтн и температура наружного воздуха tнв полагаются постоянными величинами и температура воздуха на платформе станции зависит от массовых расходов воздуха из ВТЗ и управляемых шиберов. Массовый расход наружного воздуха определяется по формуле [7]:

(1.3)

где QНВ – расход наружного воздуха, ρНВ – плотность наружного воздуха.

Величина ρНВ вычисляется по формуле, полученной в результате эмпирических исследований [14]:

(1.4)

Массовый расход воздуха определяется по следующей формуле [7]:

(1.5)

где QВТЗ – расход воздуха воздушно - тепловой завесы, ρТН – плотность теплоносителя (воды), калориферной установки. Плотность теплоносителя

ρТН = 1000 .

Плотность воздуха величина постоянная и температура на платформе станции в результате зависит от расхода наружного воздуха, поступающего в тоннель через управляемые шиберы и от расхода воздуха воздушно-тепловой завесы.

Исходя из рис. 1.1 математическая модель системы разделяется на две подсистемы: система управления расходом воздуха ВТЗ и система управления расходом воздуха управляемых шиберов. Температура на выходе системы снимается датчиком температуры. Подсистемы связывает логическое устройство управления, предназначенное для формирования и выдачи управляющих воздействий UзQ и Uзα на подсистемы автоматического управления ВТЗ и управляемых шиберов с учетом сигнала обратной связи с датчика температуры. Разработка логического устройства управления выходит за рамки данного дипломного проекта, поэтому не рассматривается. Возмущающим воздействием для данной системы является tтн и tнв . Температура наружного воздуха имеет следующий диапазон изменения: -40°С +10°С (согласно СНиП 2.01.01-82, стр.16), это медленно меняющаяся величина. Температура теплоносителя (воды) лежит в диапазоне +70°+95°С и связана с изменением теплового режима котельной.

На рис.2.1 представлена функциональная схема системы вентиляции:

Рис. 2.1 Функциональная схема системы вентиляции.

Постоянные нагрузки
Таблица 3.3 – Перекрытие цокольного этажа № Нагрузка qн,Т/м2 1 бетон мозаичный, d=30 мм 0,08 2 цементно песчанная стяжка, d= 50 мм 0,09 3 утеплитель пенополистирол, d=120 мм 0,00 4 плита перекрытия, d= 220 мм 0,30 Итого: 0,47 Таблица 3.4 – ...

Крыша
Тип крыши: · по назначению (эксплуатируемая и неэксплуатируемая); · вид крыши (скатная, плоская); указать уклон; · по конструктивному решению (чердачная, бесчердачная, с полупроходным чердаком и т.д.; · по материалу (из сборного железобетона; с деревянными, стальными конструкциями несущих элементов); · ...

Сбор нагрузок
Таблица 3.28 – Нагрузки Виды нагрузок Нормативная Коэффициент перегрузки Расчетная Постоянная Металлочерепица 5мм 5 1,1 5,5 Обрешетка из брусков сечением 8,45 1,1 9,3 Собственный вес стропил при диаметре их 16см 10 1,1 11,0 Итого ...