高海拔隧道出碴车排放一氧化碳的扩散规律

摘要

以在建的采用钻爆法施工的敦格铁路高海拔单洞单线特长隧道为例建立隧道三维模型.仅考虑出碴车排放的一氧化碳(CO),利用动网格及用户自定义函数,选取RNGκ-ε湍流模型,采用非定常隐式解法求解气流流动和CO扩散的方程,应用Fluent软件进行通风工况下出碴车运行过程中高海拔隧道内气流速度场和压力场、CO浓度场的三维非稳态模拟,分析出碴车排放CO扩散规律.结果表明:出碴车运行速度越大,越靠近车辆尾部,环隙流速度越大;出碴车车头前端气流速度和压力影响区域的长度约为5m,车尾影响区域较长;CO主要集中在车尾涡流区;出碴车加速运行区段CO浓度超过标准限值30 mg·m-3,匀速运行区段CO浓度超标区域极小且未达到人体呼吸高度;出碴车运行过程中,CO浓度扩散规律符合瞬时点源一维扩散方程基本解,车速越大,距离车尾越近,CO扩散系数越大,远离尾部涡流区,CO扩散系数趋于稳定.为减小前后2辆出碴车排放CO浓度的叠加,建议出碴车行驶间隔时间大于5min.