חישוב נפח אוויר אוורור ובחירת ציוד בבניית מנהור(3)

התנגדות האוויר של תעלת אוורור המנהרה כוללת באופן תיאורטי את התנגדות האוויר החיכוך, התנגדות האוויר המשותפת, התנגדות האוויר המרפקית של תעלת האוורור, התנגדות האוויר ליציאת אוורור המנהרה (אוורור לחיצה פנימה) או התנגדות האוויר של כניסת אוורור המנהרה. (אוורור מיצוי), ולפי שיטות האוורור השונות, קיימות נוסחאות חישוב מסורבלות מתאימות.עם זאת, ביישומים מעשיים, התנגדות הרוח של תעלת אוורור המנהרה אינה קשורה רק לגורמים לעיל, אלא גם קשורה קשר הדוק לאיכות הניהול כגון התלייה, התחזוקה ולחץ הרוח של תעלת אוורור המנהרה.לכן, קשה להשתמש בנוסחת החישוב המתאימה לחישוב מדויק.על פי התנגדות הרוח הממוצעת הנמדדת של 100 מטר (כולל התנגדות הרוח המקומית) כנתונים למדידת איכות הניהול ועיצוב תעלת אוורור המנהרה.התנגדות הרוח הממוצעת של 100 מטר ניתנת על ידי היצרן בתיאור הפרמטרים של המוצר במפעל.לכן, נוסחת חישוב התנגדות הרוח של צינור אוורור המנהרה:

איפה:

R - התנגדות רוח של תעלת אוורור מנהרה,Ns²/m⁸

R₁₀₀- התנגדות הרוח הממוצעת של תעלת אוורור המנהרה 100 מטר, התנגדות רוח ב-100 מטר בקיצור,Ns²/m⁸

L - אורך תעלות, m, L/100 מהווה את המקדם שלR₁₀₀.

3.1.2 נזילת אוויר מהצינור

בנסיבות רגילות, דליפת אוויר של תעלות אוורור מתכת ופלסטיק עם חדירות אוויר מינימלית מתרחשת בעיקר במפרק.כל עוד הטיפול במפרק מחוזק, נזילת האוויר קטנה וניתן להתעלם ממנה.לתעלות האוורור PE יש נזילת אוויר לא רק בחיבורים אלא גם בדפנות התעלה ובחורים לכל האורך, כך שדליפת האוויר של תעלות אוורור המנהרה היא רציפה ולא אחידה.דליפת אוויר גורמת לנפח האווירQ_fבקצה החיבור של צינור האוורור והמאוורר להיות שונה מנפח האווירQליד קצה היציאה של צינור האוורור (כלומר, נפח האוויר הנדרש במנהרה).לכן, יש להשתמש בממוצע הגיאומטרי של נפח האוויר בהתחלה ובסוף כנפח האווירQ_aעובר דרך צינור האוורור, ואז:

                                                                                                      (6)

ברור שההבדל בין ש_fו-Q הוא צינור אוורור המנהרה וזליגת האווירQ_L.שהוא:

Q_Lקשור לסוג תעלת אוורור המנהרה, מספר המפרקים, השיטה ואיכות הניהול וכן קוטר תעלת אוורור המנהרה, לחץ הרוח וכו', אך קשור בעיקר לתחזוקה וניהול של צינור אוורור המנהרה.ישנם שלושה פרמטרים של אינדקס המשקפים את מידת דליפת האוויר של צינור האוורור:

א.דליפת אוויר של תעלת אוורור מנהרהLe: אחוז דליפת האוויר מתעלת אוורור המנהרה לנפח האוויר הפועל של המאוורר, כלומר:

למרות שלeיכול לשקף את דליפת האוויר של צינור אוורור מסוים של מנהרה, זה לא יכול לשמש כמדד השוואה.לכן, שיעור דליפת אוויר של 100 מטרLe₁₀₀משמש בדרך כלל לביטוי:

קצב דליפת האוויר של 100 מטר של תעלת אוורור המנהרה ניתן על ידי יצרן התעלה בתיאור הפרמטר של מוצר המפעל.בדרך כלל נדרש שקצב דליפת האוויר של 100 מטר של צינור האוורור הגמיש יעמוד בדרישות הטבלה הבאה (ראה טבלה 2).

מרחק אוורור (מ')	<200	200-500	500-1000	1000-2000	>2000
Le100(%)	<15	<10	<3	<2	<1.5

ב.קצב נפח האוויר האפקטיביE_fשל צינור אוורור המנהרה: כלומר, אחוז נפח אוורור המנהרה של פני המנהרה לנפח האוויר הפועל של המאוורר.

מתוך משוואה (9):Q_f=100Q/(100-L•Le₁₀₀) (11)

החלף את המשוואה (11) במשוואה (10) כדי לקבל:E_f=[(100-L•Le₁₀₀)] x100%

ג.מקדם רזרבה דליפת אוויר של תעלת אוורור מנהרהΦ: כלומר, הדדיות של קצב נפח האוויר האפקטיבי של תעלת אוורור מנהרה.

3.1.3 קוטר צינור אוורור מנהרה

בחירת קוטר צינור אוורור המנהרה תלויה בגורמים כגון נפח אספקת האוויר, מרחק אספקת האוויר וגודל קטע המנהרה.ביישומים מעשיים, הקוטר הסטנדרטי נבחר בעיקר בהתאם למצב ההתאמה לקוטר יציאת המאוורר.עם התפתחות מתמשכת של טכנולוגיית בניית מנהרות, נחפרות יותר ויותר מנהרות ארוכות עם חתכים מלאים.השימוש בתעלות קוטר גדול לאוורור בנייה יכול לפשט מאוד את תהליך בניית המנהרה, מה שמסייע לקידום ושימוש בחפירה בחתך מלא, מקל על היווצרות חורים חד פעמית, חוסך הרבה כוח אדם וחומרים ומקל מאוד ניהול אוורור, שהוא הפתרון למנהרות ארוכות.תעלות אוורור מנהרה בקוטר גדול הן הדרך העיקרית לפתור אוורור בניית מנהרה ארוכה.

3.2 קבע את פרמטרי הפעולה של המאוורר הנדרש

3.2.1 קבע את נפח האוויר הפועל של המאווררQ_f

3.2.2 קבע את לחץ האוויר הפועל של המאווררh_f

3.3 בחירת ציוד

בחירת ציוד האוורור צריכה ראשית לשקול את מצב האוורור ולעמוד בדרישות של מצב האוורור המשמש.יחד עם זאת, בבחירת ציוד, יש גם לקחת בחשבון שנפח האוויר הנדרש במנהרה תואם את פרמטרי הביצועים של תעלות אוורור המנהרה המחושבים לעיל, על מנת להבטיח שמכונות האוורור והציוד ישיגו את המקסימום. יעילות עבודה והפחתת בזבוז אנרגיה.

3.3.1 בחירת מאוורר

א.בבחירת המאווררים, מאווררי זרימה צירית נמצאים בשימוש נרחב בגלל גודלם הקטן, משקלם הקל, רעש נמוך, התקנה קלה ויעילות גבוהה.

ב.נפח האוויר הפועל של המאוורר צריך לעמוד בדרישות שלQ_f.

ג.לחץ האוויר הפועל של המאוורר צריך לעמוד בדרישות שלh_f, אבל זה לא צריך להיות גדול יותר מלחץ העבודה המותר של המאוורר (פרמטרי המפעל של המאוורר).

3.3.2 בחירת תעלת אוורור מנהרה

א.התעלות המשמשות לאוורור חפירת מנהרות מחולקות לתעלות אוורור גמישות ללא מסגרת, תעלות אוורור גמישות עם שלדים קשיחים ותעלות אוורור קשיחות.תעלת האוורור הגמישה חסרת המסגרת היא קלה במשקל, קלה לאחסון, טיפול, חיבור והשעיה, ובעלות נמוכה, אך היא מתאימה רק לאוורור בלחיצה;באוורור השאיבה ניתן להשתמש רק בתעלות אוורור גמישות וקשיחות עם שלד קשיח.בגלל העלות הגבוהה שלו, המשקל הגדול, לא קל לאחסון, הובלה והתקנה, השימוש בלחץ לתוך המעבר הוא פחות.

ב.בחירת תעלת האוורור לוקחת בחשבון שקוטר תעלת האוורור מתאים לקוטר היציאה של המאוורר.

ג.כאשר התנאים האחרים אינם שונים בהרבה, קל לבחור מאוורר בעל התנגדות רוח נמוכה ושיעור דליפת אוויר נמוך של 100 מטר.

המשך יבוא......