Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Аэрогазодинамические процессы при проветривании железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Аэрогазодинамические процессы при проветривании железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге"

На правах рукописи

4851ЛЭ£

ПЛЕСКУНОВ Василий Анатольевич

АЭРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОВЕТРИВАНИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ С ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ НА ДИЗЕЛЬНОЙ ТЯГЕ

Специальность 25.00.20 - Геомеханика,разрушение

горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 ИЮН 2011

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

4850152

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие - ОАО НИПИИ «Ленметроги-протранс».

Защита диссертации состоится 29 июня 2011 г. в 13 ч 15 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2 (bogusl@spmi.ru), ауд.1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 27 мая 2011 г.

Гендлер Семен Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Качурин Николай Михайлович,

кандидат технических наук

Скопинцева Ольга Васильевна

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета д-р техн. наук, профессор

Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В восточных и северо-восточных районах России расположены основные природные богатства страны. Освоение этих районов невозможно без надежных транспортных связей с промышленно развитыми регионами. Обеспечение необходимого объема перевозок грузов и пассажиров из труднодоступных районов России связано с сооружением транспортных тоннелей, являющихся неотъемлемыми элементами железных дорог. Одним из путей достижения эффективной эксплуатации железнодорожных тоннелей в этих районах является использование транспортных средств на дизельной тяге. Так, в настоящее время предполагается использование дизельной тяги на строящемся Кузнецовском тоннеле длиной 3890 м, на проектируемой железнодорожной ветке Кызыл-Курагино, в состав которой входит 7 тоннелей длиной от 320 до 2180 м.

Наряду с определенными преимуществами: независимость от источников электроэнергии, возможность пропуска большегрузных составов и т.п., использование дизельной тяги предъявляет особые требования к проветриванию тоннелей. Ошибки в организации вентиляции могут не только существенно снизить безопасность движения, но и привести к невозможности организации перевозок.

Проблемы проветривания железнодорожных тоннелей на дизельной тяге освещались в работах Гришаева В.И., Ушакова К.З., Гендлера С.Г., Фомичева В.И., Полякова А.Х., Скобунова В.В., Абрамовича Г.Н., Мостепанова Ю.Б. и др. Однако следует отметить, что исследования, выполненные этими авторами, не полностью учитывают особенности эксплуатации железнодорожных тоннелей на дизельной тяге в сложных климатических и горно-технических условиях.

Исследования, проведенные в последнее время на действующих перевальных железнодорожных тоннелях, показали, что их вентиляционный режим в значительной степени зависит от воздействия естественных и эксплуатационных факторов. В современной научной литературе перечисленные факторы изучены недостаточно. Более того, выполненные исследования свидетельствуют о том, что существующие принципы организации

вентиляции тоннелей, использующих транспортные средства на дизельной тяге, не отражают реальные физические процессы, протекающие в тоннелях. Все это обуславливает необходимость в исследовании аэрогазодинамических процессов при проветривании железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге.

Цель работы. Создание безопасных и эффективных условий эксплуатации перевальных железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге на основе рациональных схем вентиляции.

Идея работы. Режимы принудительной вентиляции перевальных железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге следует выбирать на основе определения количества свежего наружного воздуха, вносимого в тоннель поездам, при одновременном учете направления и величины естественной тяги. Основные задачи работы:

• Анализ существующих схем вентиляции железнодорожных тоннелей, использующих транспортные средства на дизельной тяге.

• Проведение натурных исследований по изучению влияния на вентиляцию железнодорожных тоннелей естественных факторов и поршневого эффекта поездов.

• Обоснование методики и осуществление физического моделирования аэродинамических процессов в железнодорожных тоннелях при отсутствии и наличии в них подвижного состава.

• Определение соотношения между естественной тягой и поршневым напором, при котором необходимо использование принудительной вентиляции.

• Разработка рекомендаций по выбору рациональных схем проветривания Кузнецовского тоннеля.

Методы исследований. При выполнении работы был принят комплексный метод исследований, включающий: аналитические и натурные исследования естественной тяги и поршневого действия подвижного состава; экспериментальные исследования на

лабораторном стенде поршневого действия подвижного состава; сравнительный анализ результатов экспериментальных и аналитических исследований с результатами натурных исследований.

Научная новизна:

• Установлены закономерности развития аэродинамических процессов в перевальных железнодорожных тоннелях при совместном влиянии естественной тяги и поршневого действия подвижного состава, определяющие условия проветривания тоннелей.

• Экспериментально определены аэродинамические параметры подвижного состава, характеризующие сопротивление трения, межвагонных промежутков, а также зазора между подвижным составом и боковой поверхностью тоннеля.

Основные защищаемые положения:

1. Проветривание железнодорожных тоннелей, использующих дизельную тягу, должно осуществляться на основе «компенсационного принципа», при котором очистка тоннеля от загрязненного воздуха, осуществляется за интервалы времени между поездами. При этом способ и схема вентиляции должны выбираться с учетом совокупного действия естественной тяги и поршневого эффекта, определяющих направление и количество поступающего в тоннель свежего наружного воздуха в периоды нахождения и отсутствия поездов в тоннеле.

2. Общее аэродинамическое сопротивление поезда, движущегося по тоннелю, должно определяться с учетом коэффициентов сопротивления трения воздуха о поверхности вагонов, межвагонных промежутков, а также коэффициентов: лобового сопротивления, сопротивления сужения и расширения потока, которые необходимо объединить в общий коэффициент, учитывающий соотношение миделевого сечения и сечения тоннеля.

3. При проветривании железнодорожных тоннелей с использованием струйных реверсивных вентиляторов определяющим параметром выбора их количества и режима

работы является предельное значение естественной тяги, зависящее от интервала времени между поездами и направления их движения, а также от направления действия и величины естественной тяги. Практическая значимость работы:

• Разработана методика определения аэродинамических коэффициентов сопротивления подвижного состава на физической модели.

• Рекомендации по выбору рациональных схем проветривания использованы в проектировании вентиляции Кузнецовского железнодорожного тоннеля Дальневосточной железной дороги. Достоверность научных положений, выводов и

рекомендаций обеспечивается значительным объемом проанализированной и обобщенной исходной информации для аналитических исследований, значительным объемом экспериментальных исследований в натурных и лабораторных условиях, применением современных методов анализа и обработки экспериментальных данных, хорошей сходимостью расчетных данных с результатами лабораторных и натурных экспериментов.

Апробация работы. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на симпозиуме «Неделя горняка-2009» (МГГУ, г. Москва, 2009г.), на международной конференции «Воздух 2010» (г. Санкт-Петербург, 2010г.), в молодежной научно-практической конференции «Проблемы недропользования» (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург, 2011г.) и на 5-ой и 6-ой международных конференциях по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (ТГУ, г. Тула, 2009,2010гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России, получена приоритетная справка по заявке на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, изложенных на 179 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 52 таблицы, 136 формулу и список литературы из 109 наименований.

руководителю д.т.н., профессору С.Г. Гендлеру, а так же благодарит коллектив кафедры Безопасности производств Санкт-Петербургского государственного горного университета за помощь в работе над диссертацией.

Основное содержание работы

В первой главе диссертационной работы рассмотрены существующие схемы вентиляции железнодорожных тоннелей, определены основные факторы, влияющие на проветривание тоннелей, к которым относятся естественная тяга и поршневое действие транспортных средств. Выполнен анализ методов определения и учета данных факторов при проектировании вентиляции тоннелей.

Во второй главе диссертационной работы рассмотрены особенности влияния естественной тяги на вентиляцию тоннелей с учетом гравитационной, барометрической (орографической) и ветровой составляющей. Приведена методика натурных исследований аэродинамических и термодинамических параметров воздушного потока при отсутствии поезда в тоннеле. Определены значения составляющих естественной тяги, её суммарного значения, а также количество воздуха, поступающего в тоннель под действием естественной тяги.

В третьей главе определены параметры подвижного состава и тоннеля, влияющие на величину поршневого эффекта. Приведены результаты экспериментальных исследований величины поршневого эффекта при различных геометрических параметрах подвижного состава и различных скоростях движения поезда.

В четвертой главе представлены расчеты критического значения естественной тяги, определяющего количество и режим работы струйных реверсивных вентиляторов. Приведены режимы работы автоматической системы вентиляции. Разработаны рекомендации для проектирования вентиляции Кузнецовского железнодорожного тоннеля.

Основные результаты работы отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Проветривание железнодорожных тоннелей, использующих дизельную тягу, должно осуществляться на основе «компенсационного принципа», при котором очистка тоннеля от загрязненного воздуха, осуществляется за интервалы времени между поездами. При этом способ и схема вентиляции должны выбираться с учетом совокупного действия естественной тяги и поршневого эффекта, определяющих направление и количество поступающего в тоннель свежего наружного воздуха в периоды нахождения и отсутствия поездов в тоннеле.

Особенностью эксплуатации рассматриваемых участков железной дороги является использование дизельной тяги. При движении подвижного состава по тоннелю выделяться значительное количество вредных веществ, которое приводит к нарушению нормальных условий эксплуатации тоннеля. В соответствии со СНиПом 32-04-97 при штатном режиме организации движения учитывается только оксид углерода (СО), а при отклонении от него - оксид азота в пересчёте на N02 и сажа. Дополнительным условием для создания штатного режима эксплуатации тоннеля является обеспечение в воздухе минимально-допустимой концентрации кислорода, необходимой для эффективной работы дизельных двигателей. При движении поезда по тоннелю концентрация загрязняющих веществ С3 (мг/м3) определяется по следующей формуле:

где - количество вредных веществ, выделяющихся при движении поездов, г/с; У„ - скорость поезда, м/с; 8Т - сечение тоннеля, м2; <3„ - расход воздуха в период нахождения поезда в тоннеле, м3/с; знак «+» относится к противоположному направлению движения поезда и воздуха, а знак «-» - к одинаковому направлению движения воздуха и поезда.

Анализ формулы (1) показывает, что концентрация загрязняющих веществ в тоннельном воздухе для одинаковых интенсивностей их выделения при попутном движении подвижного

состава и воздуха будет выше, чем в случае их противоположного движения. Причем, при попутном движении подвижного состава и воздуха концентрация загрязняющих веществ будет нарастать по мере приближения скорости воздуха к скорости подвижного состава, принимая максимальное значение при их равенстве. Отмеченная особенность приводит, на первый взгляд, к парадоксальному выводу. При попутном движении подвижного состава и воздуха для снижения концентрации загрязняющих веществ в воздухе необходимо не повышать расход подаваемого воздуха, а наоборот, снижать его до минимально-возможного значения.

В табл. 1 приведены расчётные данные, иллюстрирующие это утверждения для условий Кузнецовского тоннеля. Количество вредных веществ, выделяющихся при движении поездов, принято на основании данных тяговых расчетов, выполненных институтом ОАО «ДАЛЬГИПРОТРАНС», и при скорости 33 км/ч (движение на подъём) составляет для СО - 84,5 г/с, для N02 - 14,4 г/с.

Таблица 1

Зависимость концентрации вредных веществ от расхода _ поступающего в тоннель воздуха__

Расход воздуха, м3/с 0 50 100 200 300 400

Концентрация СО, мг/м3 184 207 236 327 534 1457

Концентрация N02, мг/м3 31,4 35,3 40,1 55,6 90,8 247,7

Заметим, что в соответствии со СНиПом 32-04-97, концентрация СО в этих условиях не должна превышать 21 мг/м3, а концентрация N02, принимаемая во внимание только для замедленного режима движения (режим Б) и остановки (режим В) -5 мг/м3. При этом даже в случае равенства расхода поступающего воздуха нулю (поезд движется в неподвижном воздухе) конечная концентрация оксида углерода буде составлять 184 мг/м3, что почти в 9 раз превышает нормативное значение. Для того, чтобы обеспечить предельно-допустимое значение концентрации оксида углерода, необходимо опрокинуть вентиляционный поток и обеспечить поступление в тоннель в направлении,

противоположном направлению движения подвижного состава, слишком большое количество воздуха.

Таким образом, в период движения грузовых поездов по тоннелю отсутствует возможность для снижения содержания вредных примесей в воздухе до нормативных значений.

В этом случае задача вентиляции состоит в полной очистке воздушной среды от продуктов сгорания топлива перед входом в тоннель каждого следующего поезда, т.е. вентиляция тоннеля должна осуществляться на основе «компенсационного принципа».

Определение параметров схемы вентиляции следует выполнять для наиболее неблагоприятных условий, характеризующихся таким сочетанием естественных (гравитационный, барометрический, ветровой напоры) и эксплуатационных (поршневое действие транспортных средств) факторов, при которых потребное количество подаваемого воздуха будет максимально.

В табл.2 приведены основные параметры наружного воздуха и значения естественной тяги, полученные в результате натурного эксперимента, проведенного 18, 19, 20 и 21 июня 2009 г. на Лысогорском железнодорожном тоннеле.

Таблица 2

Параметры наружного воздуха и значения естественной тяги

^^Щремя Парам>\ 9.0013.00 14.0018.00 9.0013.00 14.0018.00 9.0013.00 14.0018.00 9.0013.00 14.0018.00

г °С 19,8 20,9 19,2 19,9 21,8 22,0 22,8 25,8

1с, °С 21,1 22,2 20,1 21,2 23,0 23,0 24,2 27,2

Вю, кПа 98,66 98,56 98,66 98,44 98,66 98,44 98,15 97,73

Вс, кПа 98,35 98,4 98,35 98,3 98,35 98,3 97,35 97,5

Реет. м3/с 58,6 56,7 55,7 61,2 63,4 52,3 58,4 66,1

Анализ результатов натурных измерений, свидетельствует о том, что величина количества воздуха, поступающего в тоннель за счет действия естественной тяги, зависит от разницы температур и давлений наружного воздуха у южного и северного порталов и может достигать больших значений 52,3-66,1 м3/с. В условиях более низких температур, характерных для регионов Севера и Севера-

Востока РФ, величина количества воздуха, поступающего в тоннель за счет действия естественной тяги, может достигать 100-150 м3/с.

На рис. 1 представлены результаты натурных исследований поршневого действия подвижного состава на Лысогорском железнодорожном тоннеле.

Время Т, с

Рис.1 Изменение количества воздуха, поступающего в тоннель за счет поршневого напора при различных типах подвижного состава (1 - товарные поезда;

2 - пассажирские поезда; 3 - одиночные локомотивы).

Как следует из данных, представленных на рис. 1, количество воздуха, поступающего в тоннель за счет поршневого действия подвижного состава, зависит при прочих равных условиях от типа подвижного состава и может достигать больших значений: 135 м3/с при движении товарного поезда, 117 м3/с при движении пассажирского поезда и 103 м3/с при движении одиночного локомотива.

Таким образом, во время эксплуатации тоннеля возникают условия, при которых естественная тяга и поршневой напор направлены в разные стороны и равны по абсолютной величине (при неработающих вентиляторах). Этот период является наиболее неблагоприятным с точки зрения последующей очистки тоннеля от загрязненного воздуха.

2. Определение общего аэродинамического

сопротивления поезда, движущегося по тоннелю, должно осуществляться с учетом коэффициентов сопротивления трения воздуха о поверхности вагонов, межвагонных промежутков, а так же коэффициентов: лобового сопротивления, сопротивления сужения и расширения потока, которые необходимо объединить в общий коэффициент учитывающий соотношение миделевого сечения и сечения тоннеля.

Сопротивление поезда состоит из: 1Ц, - сопротивления трения воздушного потока о стенки поезда; Л,™ - сопротивления межвагонных пространств; 11л - лобовое сопротивление поезда; -сопротивления сужения воздушного потока при обтекании поезда; Ир - сопротивления расширения при срыве струи с последнего вагона:

=К"1Р +К-МВ +К-С +К-р 9 (2)

Для определения всех сопротивлений, составляющих сопротивление поезда, необходимо знать следующие коэффициенты сопротивления: трения воздуха о поверхности вагонов, межвагонных промежутков, лобового сопротивления, сопротивления сужения и расширения потока.

В связи с тем, что лобовое сопротивление и сопротивления сужения и расширения потока не зависят от длины поезда, их целесообразно объединить в суммарное сопротивление, которое можно назвать сопротивлением формы Иф:

Кф=Кл+Яс + Кр=-^.Сф, (3)

где р - плотность воздуха, кг/м3; Ь - коэффициент

Б 2

заполнения, равный —1—; 8М - миделево сечение поезда, м ; Сф -Бт

общий коэффициент сопротивления формы:

Ь — 2

Сф=с + (5е+5р)- (4)

где с - коэффициент лобового сопротивления; -коэффициент местного сопротивления сужения потока; £,р-

коэффициент местного сопротивления расширения потока.

Для нахождения вышеуказанных коэффициентов аэродинамического сопротивления подвижного состава было осуществлено физическое моделирование аэродинамических процессов в системе «поезд-тоннель». Анализ научной литературы показал, что для соблюдения подобия аэродинамических процессов в натурных условиях и модели достаточно соблюдения геометрического подобия, связанного с равенством отношений гидравлических диаметров тоннеля и подвижного состава (1П (с!п/Т)т)н = (<1,Д)Х)М. Это связано с тем, что обеспечение динамического подобия, устанавливаемого равенством чисел Рейнольдса в натуре и модели (Яе„ = Яем) в случае использования в качестве движущейся среды воздуха, потребовало бы достижения нереально высоких скоростей воздуха в модели, приводящих к необходимости описания аэродинамических процессов с помощью системы уравнений, существенно отличающейся от системы уравнений, характеризующей эти процессы в натурных условиях. Вместе с тем известно, что коэффициенты сопротивления подвижного состава, начиная с некоторой величины числа Яем, остаются постоянными и не зависят от числа Яе, т.е. выполняется условие автомодельное™. В связи с этим число Яе может быть исключено из определяющих чисел подобия.

На основе выше сформулированных принципов был сконструирован экспериментальный стенд (рис. 2), являющийся физической моделью Кузнецовского тоннеля. Геометрические размеры модели подвижного состава выбирались из условия равенства отношений гидравлических диаметров тоннеля От и подвижного состава <3П (<1ПЮХ)Н = (с1п/Е)т)м. Экспериментальный стенд представляет из себя трубу из оргстекла сечением 0,0066 м2 и длиной 4 м. При миделевом сечении поезда 15 м2, отношение гидравлических диаметров поезда и тоннеля, т.н. коэффициент заполнения, составит 0,3. В качестве подвижного состава выбрана модель поезда, которая в масштабе 1:87, является точной копией реального подвижного состава. Для выравнивания поля скоростей и

исключения дальнобойности струи на входном сечении, куда вентилятором подается воздух, устанавливается специальная сетка. В процессе измерений модель поезда оставалась неподвижной относительно движения воздуха. Различные скорости воздуха, набегающего на модель подвижного состава, создавались при помощи вентилятора. Измерения депрессии осуществлялись прибором ТАММ-20, а в качестве первичных датчиков использовались трубки Пито (рис. 3).

Рис. 2. Экспериментальный стенд по определению аэродинамического сопротивления поезда.

Рис. 3. Схема экспериментального стенда по изучению аэродинамического сопротивления поезда V - скорость движения воздуха, м/с; Р| - статическое давление в начале исследуемого участка, Па; Р2 - статическое давление в конце исследуемого участка, Па; 11 - длина участка модели тоннеля от начала поезда до датчиков приема давления, м; Ьп - длина поезда, м; 12 - длина участка модели тоннеля от конца поезда до датчиков приема давления, м.

На рис. 4 представлен график зависимостей коэффициентов сопротивлений: трения воздушного потока о стенки поезда а^ п ;

межвагонных пространств £мв и формы подвижного состава Сф от числа Рейнольдса.

х

о с; о

10

1

о о. с о

<■> 0,1

н

X

<9

X

я

1-0,01 ■&

о О

ь:

0,001

а*

*

да

тр

Рис.

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Число Рейнольдса

4. График зависимостей коэффициентов сопротивления поезда от числа Рейнольдса

Анализ данного графика свидетельствует о том, что уже начиная с числа Ле, равного 10000, эти коэффициенты сопротивления оказываются независимыми от числа Яе, т.е. достигается режим автомодельности, позволяющий распространить определенные на модели значения коэффициентов аэродинамического сопротивления подвижного состава на условия эксплуатации реального железнодорожного тоннеля.

Выражение скорости воздуха в тоннеле при движении по нему подвижного состава было получено из решения уравнения вида:

Ьвх. + Ьвых. + Ьт = + Ьмв + Ьл + Ьс + Ьр, (5)

где Ьвх , Ьвых, Ьт, Ьмв, Ил., Ьс, Ьр - депрессии, соответственно определяющие потери давления: на входе поезда в тоннель, на выходе поезда из тоннеля, при трении воздуха о стенки тоннеля и

поезда, в межвагонном пространстве, от лобового сопротивления, при входе и выходе воздуха в зазор между поверхностью подвижного состава и стенкой тоннеля, Па.

Формула для определения средней скорости воздуха имеет

вид:

тт IМ2 N М

и = V-, —г + —+ —, (6)

"УК2 к к

где У„ - скорость движения поезда, м/с; М, N. К -параметры, зависящие от геометрических размеров тоннеля и подвижного состава, скорости движения поезда и коэффициентов аэродинамических сопротивлений поезда и тоннеля.

Сравнительный анализ результатов расчетов по формуле (6) с результатами натурных исследований, осуществленных на Лысогорском железнодорожном тоннеле показал, что разница между расчетными и измеренными значениями скорости движения воздуха от поршневого эффекта не превышает 10-15% (рис. 5). Это свидетельствует о правомерности физических предпосылок и допущений, используемых при физическом моделировании и аналитических расчетах.

Длина поезда, м

А теоретические данные ■ натурные данные

Рис. 5. Сопоставление теоретических и натурных данных. 16

3. При проветривании железнодорожных тоннелей с использованием струйных реверсивных вентиляторов определяющим параметром выбора их количества н режима работы является предельное значение естественной тяги, зависящее от интервала времени между поездами и направления их движения, а также от направления действия и величины естественной тяги.

При движении поезда в направлении, противоположном естественной тяге Ье, поршневой напор, развиваемый поездом Ь„, будет также действовать против действия естественной тяги. Если Ьп > Ье, то направление движения воздуха будет совпадать с направлением движения поезда, и в тоннель со стороны портала, в который входит поезд, будет поступать свежий наружный воздух. Результатом этого является образование в тоннеле участка незагрязненного воздуха протяженностью Ь]. Удаление из тоннеля загрязненного воздуха может осуществляться двумя путями: за счет работы струйных вентиляторов в направлении, противоположном естественной тяге, или в направлении, совпадающем с естественной тягой. При одинаковом времени проветривания х2 общий объем воздуха, который следует подать в тоннель в первом случае, будет меньше, чем во втором случае, т.к. необходимо очистить от загрязненного воздуха меньший на длину 1,1 участок тоннеля. Однако при этом вентиляторы должны подавать воздух в направлении, противоположном действию естественной тяги. Поэтому такой режим вентиляции будет целесообразен лишь в случае величины естественной тяги, не превосходящей некоторое предельное значение Ьепр, т.е. (11е< Ье пр).

Величину предельного значения депрессии Ьепр, можно рассчитать по следующей формуле:

Ь,Пр=-- + --(п2+2-т-к)0'5, (7) ш ш

2 2 2

где п = 2-Ь2 - Б2 11Т + 2 — т=2—Ь

х2 х2 х2

к = Ъп • • (4 • Ь2 • в2 • Ят - Ьп • т2 ); Ь - длина тоннеля, м; Б -

Ч

площадь тоннеля, м2; Ят - аэродинамическое сопротивление тоннеля, Н-с2/м8; хх - время движения поезда в направлении противоположном естественной тяге, мин; Ь„-поршневой напор, Па.

Вычисления Ье пр были выполнены при следующих исходных данных: скорости движения поезда 45 км/ч и времени его движения по тоннелю 5,2 мин.; скорости движения подвижного состава 33 км/ч и времени его движения по тоннелю 7,2 мин. Во всех случаях интервал времени между поездами тинт изменялся от 18 до 30 мин. Результаты расчетов представлены на рис. 6.

Ън.. мин

-1„= 1100м--1„=900м----1п=700м----1п=500м

Рис. 6. Предельные значения естественной тяги при движении поездов на восток со скоростью 45 км/ч при различных длинах подвижного состава

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой содержится решение

актуальной задачи - создание безопасных и эффективных условий эксплуатации перевальных железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге на основе рациональных схем вентиляции.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований:

1. Установлено, что проветривание железнодорожных тоннелей, использующих транспортные средства на дизельной тяге, должно осуществляться на основе «компенсационного принципа», при котором очистка тоннеля от загрязненного воздуха осуществляется за интервалы времени между поездами.

2. Определено, что способ и схема вентиляции железнодорожных тоннелей должны выбираться с учетом совокупного действия естественной тяги и поршневого эффекта, определяющих направление движения и количество поступающего в тоннель свежего наружного воздуха в периоды нахождения и отсутствия поездов в тоннеле.

3. Экспериментально определены коэффициенты аэродинамического сопротивления поезда, позволяющие рассчитать сопротивление поезда и величину поршневого напора, создаваемого движущимся подвижным составом по тоннелю.

4. Установлено предельное значение естественной тяги, определяющее необходимое количество и режим работы струйных реверсивных вентиляторов.

5. Разработаны и внедрены в проект вентиляции рекомендации по выбору рациональной схемы проветривания для Кузнецовского железнодорожного тоннеля Дальневосточной железной дороги.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Плескунов В.А. Экспериментальное исследование аэродинамического сопротивления поезда // Записки Горного института. - СПб, 2011.-Т. 189-с. 151-155.

2. Плескунов В.А. Принципы создания автоматической системы управления вентиляцией (АСУВ) Кузнецовского железнодорожного тоннеля / С.Г. Гендлер, В.А. Плескунов // Записки Горного института. - СПб, 2011. -Т. 189. - с. 134-138.

3. Плескунов В. А. Выбор рациональной схемы проветривания Кузнецовского железнодорожного тоннеля / С.Г. Гендлер, В.А. Плескунов // Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск №13: Аэрология. -М. 2009. - с. 81-89. - М. 2008. - с. 81-89.

4. Плескунов В.А. Влияние поршневого эффекта подвижного состава на проветривание тоннелей / С.Г. Гендлер,

B.А. Плескунов // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: Материалы 6-ой Международной Конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. -Тула: ТулГУ, 2010. - Т. 1. - с. 85-88.

5. Плескунов В.А. Математическая модель воздействия естественных факторов на вентиляционный режим транспортных тоннелей / С.Г. Гендлер, В.А. Плескунов // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: Материалы 5-ой Международной Конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. - Тула: ТулГУ, 2009. - Т.1. - с. 101-105.

6. Плескунов В.А. Определение количественных значений барометрической, гравитационной и ветровой составляющих естественной тяги / В.А. Плескунов,

C.Г. Гендлер / Проблемы недропользования: Материалы молодежной научно-практической конференции. - Екатеринбург, 2011-с. 465-469.

7. Плескунов В.А. Основные факторы, влияющие на воздухообмен в транспортных тоннелях // Электронное научное периодическое издание «Актуальные проблемы географии и геоэкологии», 2010. - №1, с.8.

8. Плескунов В.А. Особенности проветривания железнодорожных тоннелей, использующих дизельную тягу / Воздух'2010: Тезисы докладов Международной конференции. - СПб, 2010. - с. 98-99.

9. Плескунов В.А. Принципы проектирования схем вентиляций железнодорожных тоннелей, использующих транспортные средства на дизельной тяге // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения. - Воркута, 2011. - с. 205-209.

РИЦ СПГГУ. 19.05.2011. 3.284. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Плескунов, Василий Анатольевич

Введение.

ГЛАВА 1. ВОЗДУШНАЯ СРЕДА И БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ.

1.1 Состав тоннельного воздуха.

1.2 Анализ опыта эксплуатации систем вентиляции железнодорожных тоннелей.

1.3 Влияние естественных факторов на проветривание железнодорожных тоннелей.

1.4 Оценка устойчивости вентиляционных систем железнодорожных тоннелей к воздействию поршневого эффекта.

1.5 Выводы.

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ ТЯГИ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ТОННЕЛЯ

2.1 Оценка влияния на вентиляцию тоннеля гравитационной, барометрической (орографической) и ветровой составляющей естественной тяги.

2.2 Методика проведения натурных исследований аэродинамических и термодинамических параметров воздушного потока при отсутствии поездов.

2.2.1 Выбор мест расположения наблюдательных станций.

2.2.2 Определение вида воздушной съемки.

2.3 Натурные исследования естественной тяги на Лысогорском железнодорожном тоннеле

2.4 Аналитическое определение естественной тяги для условий натурного эксперимента на Лысогорском тоннеле.

2.5 Характеристика климатических условий района строительства Кузнецовского тоннеля

2.6 Аналитическое определение естественной тяги для условий Кузнецовского тоннеля.

2.7 Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА, ПОСТУПАЮЩЕГО В ТОННЕЛЬ ЗА СЧЕТ ПОРШНЕВОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ.

3.1 Методика проведения натурных исследований поршневого действия подвижного состава.

3.2 Натурные наблюдения скорости поршневого напора поезда на Лысогорском железнодорожном тоннеле.

3.3 Определение скорости движения воздушного потока за счет действия поршневого напора.

3.4 Методика и результаты определения коэффициентов сопротивлений поезда на аэродинамической модели.

3.4.1 Правила обработки экспериментальных данных.

3.4.2 Определение коэффициента сопротивления аэродинамической трубы.

3.4.3 Определение коэффициента сопротивления трения воздуха о стенки поезда.

3.4.4 Определение коэффициента сопротивления межвагонного пространства.

3.4.4 Определение коэффициента сопротивления формы поезда.

3.5 Определение скорости движения воздуха для условий натурного эксперимента на Лысогорском тоннеле.

3.6 Определение скорости движения воздуха и поршневого напора для условий Кузнецовского тоннеля.

3.7 Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРОВЕТРИВАНИЮ КУЗНЕЦОВСКОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТОННЕЛЯ.

4.1 Обоснование исходных данных для выбора схем вентиляции и определения параметров вентиляционного оборудования.

4.2 Схемы вентиляции с использованием штолен.

4.3 Схема вентиляции с использованием ствола.

4.4 Схемы вентиляции на основе струйных вентиляторов.

4.4.1 Размещение струйных вентиляторов у кровли тоннеля.

4.4.2 Размещение струйных вентиляторов в нишах.

4.4.3 Размещение струйных вентиляторов в галереях у порталов.

4.5 Схема вентиляции на основе вентиляторов, установленных в вентиляционных зданиях у порталов.

4.6 Экономическая оценка различных схем вентиляции Кузнецовского тоннеля.

4.7 Принципы работы автоматической системы контроля и управления вентиляции Кузнецовского тоннеля.

4.8 Определение узловых параметров для организации функционирования автоматической системы управления вентиляции.

4.9 Обоснование режимов работы автоматической системы управления вентиляцией

4.10 Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Аэрогазодинамические процессы при проветривании железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге"

В восточных и северо-восточных районах России расположены основные природные богатства страны. Освоение этих районов невозможно без надежных транспортных связей с промышленно развитыми регионами. Обеспечение необходимого объема перевозок грузов и пассажиров из труднодоступных районов России связано с сооружением транспортных тоннелей, являющихся неотъемлемыми элементами железных дорог. Одним из путей достижения эффективной эксплуатации железнодорожных тоннелей в этих районах является использование транспортных средств на дизельной тяге. Так, в настоящее время предполагается использование дизельной тяги на строящемся Кузнецовском тоннеле длиной 3890 м, на проектируемой железнодорожной ветке Кызыл-Курагино, в состав которой входит 7 тоннелей длиной от 320 до 2180 м.

Наряду с определенными преимуществами: независимость от источников электроэнергии, возможность пропуска большегрузных составов и т.п., использование дизельной тяги предъявляет особые требования к проветриванию тоннелей. Ошибки в организации вентиляции могут не только существенно снизить безопасность движения, но и привести к невозможности организации перевозок.

Проблемы проветривания железнодорожных тоннелей на дизельной тяге освещались в работах Гришаева В.И., Ушакова К.З., Гендлера С.Г., Фомичева В.И., Полякова А.Х., Скобунова В.В., Абрамовича Г.Н., Мостепанова Ю.Б. и др. Однако следует отметить, что исследования, выполненные этими авторами, не полностью учитывают особенности эксплуатации железнодорожных тоннелей на дизельной тяге в сложных климатических и горно-технических условиях.

Исследования, проведенные в последнее время на действующих перевальных железнодорожных тоннелях, показали, что их вентиляционный режим в значительной степени зависит от воздействия естественных и эксплуатационных факторов. В современной научной литературе перечисленные факторы изучены недостаточно. Более того, выполненные исследования свидетельствуют о том, что существующие принципы организации вентиляции тоннелей, использующих транспортные средства на дизельной тяге, не отражают реальные физические процессы, протекающие в тоннелях. Все это обуславливает необходимость в исследовании аэрогазодинамических процессов при проветривании железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге.

Цель работы. Создание безопасных и эффективных условий эксплуатации перевальных железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге на основе рациональных схем вентиляции.

Идея работы. Режимы принудительной вентиляции перевальных железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге следует выбирать на основе определения количества свежего наружного воздуха, вносимого в тоннель поездам, при одновременном учете направления и величины естественной тяги. Основные задачи работы:

• Анализ существующих схем вентиляции железнодорожных тоннелей, использующих транспортные средства на дизельной тяге.

• Проведение натурных исследований по изучению влияния на вентиляцию железнодорожных тоннелей естественных факторов и поршневого эффекта поездов.

• Обоснование методики и осуществление физического моделирования аэродинамических процессов в железнодорожных тоннелях при отсутствии и наличии в них подвижного состава.

• Определение соотношения между естественной тягой и поршневым напором, при котором необходимо использование принудительной вентиляции.

• Разработка рекомендаций по выбору рациональных схем проветривания Кузнецовского тоннеля.

Методы исследований. При выполнении работы был принят комплексный метод исследований, включающий: аналитические и натурные исследования естественной тяги и поршневого действия подвижного состава; экспериментальные исследования на лабораторном стенде поршневого действия подвижного состава; сравнительный анализ результатов экспериментальных и аналитических исследований с результатами натурных исследований.

Научная новизна:

• Установлены закономерности развития аэродинамических процессов в перевальных железнодорожных тоннелях при совместном влиянии естественной тяги и поршневого действия подвижного состава, определяющие условия проветривания тоннелей.

• Экспериментально определены аэродинамические параметры подвижного состава, характеризующие сопротивление трения, межвагонных промежутков, а также зазора между подвижным составом и боковой поверхностью тоннеля.

Основные защищаемые положения:

1. Проветривание железнодорожных тоннелей, использующих дизельную тягу, должно осуществляться на основе «компенсационного принципа», при котором очистка тоннеля от загрязненного воздуха, осуществляется за интервалы времени между поездами. При этом способ и схема вентиляции должны выбираться с учетом совокупного действия естественной тяги и поршневого эффекта, определяющих направление и количество поступающего в тоннель свежего наружного воздуха в периоды нахождения и отсутствия поездов в тоннеле.

2. Общее аэродинамическое сопротивление поезда, движущегося по тоннелю, должно определяться с учетом коэффициентов сопротивления трения воздуха о поверхности вагонов, межвагонных промежутков, а также коэффициентов: лобового сопротивления, сопротивления сужения и расширения потока, которые необходимо объединить в общий коэффициент, учитывающий соотношение миделевого сечения и сечения тоннеля.

3. При проветривании железнодорожных тоннелей с использованием струйных реверсивных вентиляторов определяющим параметром выбора их количества и режима работы является предельное значение естественной тяги, зависящее от интервала времени между поездами и направления их движения, а также от направления действия и величины естественной тяги. Практическая значимость работы:

• Разработана методика определения аэродинамических коэффициентов сопротивления подвижного состава на физической модели.

• Рекомендации по выбору рациональных схем проветривания использованы в проектировании вентиляции Кузнецовского железнодорожного тоннеля Дальневосточной железной дороги.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается значительным объемом проанализированной и обобщенной исходной информации для аналитических исследований, значительным объемом экспериментальных исследований в натурных и лабораторных условиях, применением современных методов анализа и обработки экспериментальных данных, хорошей сходимостью расчетных данных с результатами лабораторных и натурных экспериментов.

Апробация работы. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на симпозиуме «Неделя горняка-2009» (МГГУ, г. Москва, 2009г.), на международной конференции «Воздух 2010» (г. Санкт-Петербург, 2010г.), в молодежной научно-практической конференции «Проблемы недропользования» (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург, 2011г.) и на

5-ой и 6-ой международных конференциях по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (ТГУ, г. Тула, 2009, 2010гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России, получена приоритетная справка по заявке на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, изложенных на 179 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 52 таблицы, 136 формулу и список литературы из 109 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Плескунов, Василий Анатольевич

4.10 Выводы

В результате вышеприведенных исследований и экономических расчетов можно сделать следующие выводы.

1. В связи с отсутствием возможности снижения содержания вредных примесей в воздухе до нормативных значений основной задачей вентиляции является максимальная очистка воздушной среды от продуктов сгорания топлива перед входом в тоннель каждого следующего поезда, т.е. вентиляция должна строиться на «компенсационном принципе».

2. Анализ затрат, необходимых для реализации рассмотренных схем вентиляции, показывает, что при величинах грузооборота, соответствующего пропускной способности меньшей или равной 29 пар/сут, схема вентиляции со струйными вентиляторами, расположенными у кровли тоннеля, является более предпочтительной, чем схема вентиляции с размещением струйных вентиляторов в нишах, т.к. имеет более низкую стоимость. При возрастании пропускной способности до 34 пар/сут вследствие более низкой расчётной стоимости наиболее целесообразным является использование схемы вентиляции с размещением струйных вентиляторов в нишах.

3. Предельное значение естественной тяги - параметр, определяющий количества и режимы работы струйных реверсивных вентиляторов, зависит от интервала времени между поездами и направления их движения, а также от направления действия и величины естественной тяги.

4. Для выбора штатных и аварийных режимов вентиляции АСУВ должна обеспечивать измерения температур воздуха на западном и восточном порталах тоннеля, температур и относительных влажностей воздуха собственно в тоннеле, а также скорости и направления естественного воздушного потока.

Заключение

Настоящая диссертационная работа представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой содержится решение актуальной задачи - создания безопасных и эффективных условий эксплуатации перевальных железнодорожных тоннелей с транспортными средствами на дизельной тяге.

Выполненные автором исследования дают основание для следующих выводов и рекомендаций:

1. Во время движения транспортных средств по тоннелю происходит выделение большого количества вредных веществ, затрудняющих безопасную и эффективную эксплуатацию тоннеля.

2. При выборе необходимого количества воздуха, подаваемого в тоннель, следует учитывать совместное влияние естественных (гравитационный напор, барометрический напор, ветровой напор) и эксплуатационных факторов (поршневое действие транспортных).

3. Определение параметров схемы вентиляции следует выполнять для наиболее неблагоприятных условий, характеризующихся таким сочетанием естественных и эксплуатационных факторов, при которых потребное количество подаваемого воздуха будет максимально.

4. Вследствие значительной интенсивности движения поездов в Кузнецовском тоннеле применение вентиляционных ворот, по типу установленных на зарубежных тоннелях или на Северо-Муйском тоннеле, не является целесообразным, т.к. эти ворота будут находиться в открытом положении большую часть времени и не выполнять возложенных на них функций.

5. Основополагающим фактором, влияющим на величину и направление естественной тяги, является разность температур воздуха у порталов тоннеля.

6. Климатические условия в районе строительства Кузнецовского тоннеля показали, что на формирование температурного поля в атмосферном воздухе значительное влияние оказывают аномальные явления, связанные с периодически развивающимися инверсионными процессами. Аномалии характеризуются значительными похолоданиями или потеплениями и чаще всего встречаются в зимний период. Причем, отклонения среднесуточных температур от средних значений составляют при адвекции холода 7 - 12°С, а при адвекции тепла до 15 - 19°С. Летом такие процессы очень редки и отклонения от средних значений незначительны, когда отклонение составило 5

- 6°С. Весной в апреле и мае процессов с температурными аномалиями более, чем на 4°С в период с 2008 по 2010 год не наблюдалось.

7. В результате обработки метеорологической информации по климатическим условиям района расположения Кузнецовского тоннеля получены исходные данные, характеризующие прогнозные значения метеорологических параметров: температуры атмосферного воздуха и давления-непосредственно в местах предполагаемого расположения порталов тоннеля, а также особенности их распределения <по высоте над порталами.

8. Во время нахождения железнодорожного состава в тоннеле величина поршневого напора увеличивается с увеличением длины железнодорожного состава и ростом скорости движения поезда.

9. Для соблюдения подобия аэродинамических процессов в натурных условиях и модели достаточно обеспечения геометрического подобия, связанного с равенством отношений гидравлических диаметров тоннеля и подвижного состава.

10. В процессе проведения исследований оказалось, что коэффициенты сопротивления подвижного состава, начиная с некоторой величины числа Ые (10000 и выше), остаются постоянными и не зависящими от числа Е.е, т.е. выполняется условие автомодельности.

11. Для железнодорожного состава длиной 1000 метров максимальное значение поршневого напора при скоростях движения поезда 33 км/час, 45 км/час, 60 км/час и 70 км/час достигает соответственно 77 Па, 144 Па 256 Па и 346.

12. В связи с отсутствием возможности снижения содержания вредных примесей в воздухе до нормативных значений основной задачей вентиляции является максимальная очистка воздушной среды от продуктов сгорания топлива перед входом в тоннель каждого следующего поезда, т.е. вентиляция должна строиться на «компенсационном принципе».

13. Анализ затрат, необходимых для реализации рассмотренных схем вентиляции, показывает, что при величинах грузооборота, соответствующего пропускной способности меньшей или равной 29 пар/сут, схема вентиляции со струйными вентиляторами, расположенными у кровли тоннеля, является более предпочтительной, чем схема вентиляции с размещением струйных вентиляторов в нишах, т.к. имеет более низкую' стоимость. При возрастании пропускной способности до 34 пар/сут вследствие более низкой расчётной стоимости наиболее целесообразным является использование схемы вентиляции с размещением струйных вентиляторов в нишах.

14. Предельное значение естественной тяги - параметр, определяющий количества и режимы работы струйных реверсивных вентиляторов( зависит от интервала времени между поездами и направления их движения, а также от направления действия и величины естественной тяги).

15. Для выбора штатных и аварийных режимов вентиляции АСУВ должна обеспечивать измерения температур воздуха на западном и восточном порталах тоннеля, температур и относительных влажностей воздуха собственно в тоннеле, а также скорости и направления естественного воздушного потока.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Плескунов, Василий Анатольевич, Санкт-Петербург

1. Абрамович Г.Н. К расчету воздушного сопротивления поезда на открытой трассе и в тоннеле // Труды центрального аэрогидродинамического института. - М., 1939. - Вып. 400. - С. 31.

2. Абрамов Ф.А. Расчёт вентиляционных сетей шахт и рудников / Ф.А. Абрамов, Р.Б. Тян, В.В. Потемкин. М.: Недра, 1978.

3. Авт. свид. № 1122823 СССР. Устройство для проветривания тоннелей / В.И. Фомичев, В.А. Рогалев. № 41, 1984.

4. Авт. свид. № 1141204 СССР. Способ управления вентиляцией автодорожных тоннелей с односторонним движением транспортных средств / В.И. Фомичев, И.И. Медведев, В.А. Рогалев. № 7, 1985.

5. Абрамов Ф.А. Рудничная аэрогазодинамика. М.: Недра, 1972.

6. Аэродинамическое сопротивление горных выработок / Ф.А. Абрамов и др.. -М.: Недра, 1964.

7. Аэрология горных предприятий / К.З. Ушаков и др.. М.: Недра, 1987. - 421 с.

8. Алехичев С.П., Калабин Г.В. Естественная тяга и тепловой режим рудников / С.П. Алехичев, Г.В. Калабин. Л.: Недра, 1975.

9. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М., 1982. - 224 с.

10. Альтшуль А.Д. Гидравлика и аэродинамика / А.Д. Альтшуль, П.Г. Киселев. М.: Высшая школа, 1975.

11. И.Арбузов Г.В. Вентиляция тоннелей метрополитенов. М.: Трансжелдориздат, 1950.

12. Архипов Ю.Ю. Недостатки алгоритма управления вентиляцией лефортовского автодорожного тоннеля // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Математика, информатика, естествознание в экономике и обществе». М.: Изд. МФЮА, 2007.

13. Биткулов Н.З. Расчет проветривания при работе дизельного оборудования в подземных условиях / Н.З. Биткулов, Т.Ф. Мирошниченко // Гидротехническое строительство. 1964. - № 12. - С. 13-15.

14. Боровский Б.Е. Безопасность движения. Л.: Лениздат, 1973.

15. Вассель Р.Я. Экспериментальные исследования состава и количества вредностей в отработавших газах двигателей тепловозов / Р.Я. Вассель, А.Н. Веденин // Межвузовский сборник. 1982. - Вып. 9. - С. 79-82.

16. Вассерман А.Д. Метод подхода к определению параметров проветривания выработок большого сечения / А.Д. Вассерман, В.Ф. Мишин // Вентиляция шахт и рудников. 1978. - Вып. 5. - С. 48-52.

17. Вассерман А.Д. Проектные обоснования параметров вентиляции рудников и подземных сооружений. Л.: Наука, 1988.

18. Вассерман А.Д. Обоснование исходных данных для проектных расчетов количества воздуха. // Вентиляция шахт и рудников. Аэрогазодинамика горных выработок. — Л., 1985. С. 43-46.

19. Вассерман А.Д. Расчет депрессии естественной тяги в условиях горной местности / А.Д. Вассерман, М.А. Резников // Шахтное строительство. 1984. - №12. - С. 10-11.

20. Вентиляция шахт, рудников и подземных сооружений / Ю.В. Шувалов и др.. СПб.: СПГГИ(ТУ), 2007. - 159 с.

21. Вепров B.C. Определение количества воздуха для разбавления выхлопных газов транспортного оборудования с ДВС в подземных выработках. // Вентиляция шахт и рудников. 1974. - Вып. 1 - С. 46-53.

22. Вепров B.C. Совершенствование методики расчета потребного количества воздуха для проветривания выработок при работе в них транспортного оборудования с ДВС. // Вентиляция шахт и рудников. 1975. - С. 17-27.

23. Вишневский Е.П. Проектные решения и технические средства вентиляции тоннелей // С.О.К. 2008. - № 6.

24. Волков В.П. Тоннели. М.: Транспорт, 1970.

25. Воронин В.Н. Основы рудничной аэрогазодинамики. М.: Углетехиздат, 1951.

26. Гендлер С.Г., Плескунов В.А. Выбор рациональной схемы проветривания Кузнецовского железнодорожного тоннеля // Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск №13: Аэрология. М. 2009. - с. 81-89.

27. Гендлер С.Г., Плескунов В.А. Принципы создания автоматической системы управления вентиляцией (АСУВ) Кузнецовского железнодорожного тоннеля // Записки Горного института. СПб, 2011. - Т. 189. - с. 134-138.

28. Гендлер С.Г. Проблемы проветривания протяженных железнодорожных тоннелей в сложных условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. 1999. - № 3. - С. 213-216.

29. Гендлер С.Г. Проблемы проветривания транспортных тоннелей // Горный информационно-аналитический бюллетень. Тематическое приложение Безопасность. 2005. - С. 281-295.

30. Гендлер С.Г. Тепловой режим подземных сооружений. Л.: ЛГИ, 1987.- 102 с.

31. Гендлер С.Г. Управление тепловым режимом тоннелей в суровых климатических условиях // Транспортное строительство. 1991. - № 11. - С. 15-17.

32. Главатских В.А. Методы и результаты измерений скорости движения воздуха в эксплуатируемых железнодорожных тоннелях // Исследование работы искусственных сооружений. Новосибирск, 1977. - Вып. 186.

33. Гришаев В.И. Вентиляция тоннелей на железных дорогах. М.: Трансжелдориздат, 1961. - 121 с.

34. Жалин Н.И., Михайлов В.В., Орт В.Г., Шрайбер Ю.Ф. Проветривание горных выработок при эксплуатации дизельного оборудования / Н.И. Жалин и др. // Безопасность труда в промышленности. 1975. - № 2. - С. 52-54.

35. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

36. Калабин Г.В. Определение газовости и токсичности оборудования с дизельным приводом / Г.В. Калабин, В.Ф. Мишин // Межвузовский сборник. -Л., 1982. Вып. 9. - С. 48-52.

37. Каледина Н.О. Вентиляция производственных объектов. М.: МГГУ, 2000. - 194 с.

38. Карпов Е.Ф. Автоматическая газовая защита и контроль рудничной атмосферы / Е.Ф. Карпов, И.Э. Биренберг, Б.И. Басовский. М.: Наука, 1984.- 285 с.

39. Керенский A.M. О связи коэффициента сопротивления трения с числом Рейнольдса и относительной шероховатостью // Теплоэнергетика. -1972.-№ 10.-С. 78-79.

40. Клячко Л.С. К теоретическому определению коэффициента сопротивления трения гладких трубопроводов в режиме развитой турбулентности. // Вопросы проектирования и монтажа санитарно-технических систем. Л., 1978. - Вып. 46. - С.32-33.

41. Кирин Б.Ф. Аэрология подземных сооружений (при строительстве) / Б.Ф. Кирин, Е.Я. Диколенко, К.З. Ушаков. Липецк.: Липецкое изд-во, 2000.- 456 с.

42. Кирин Б.Ф. Вентиляция горных выработок и подземных сооружений при их строительстве и эксплуатации. М.: Изд-во МГИ, 1977. - 205 с.

43. Кирин Б.Н. Рудничная и промышленная аэрология / Б.Н. Кирин, К.З. Ушаков. М.: Недра, 1983. - 319 с.

44. Комаров В.Б. Рудничная вентиляция / В.Б. Комаров, Ш.Х. Килькеев. -М.: Недра, 1969.

45. Компаниец С.А. Проектирование тоннелей / С.А. Компаниец, А.К. Поправко, A.A. Богородецкий. М.: Транспорт, 1973. - 320 с.

46. Курбаткин В.П. Влияние орографии на высоту пограничного слоя горной долины в зимний период // Труды САРНИГМИ. Л., 1971. - Вып. 53.

47. Лятхер В.М. Гидродинамическое моделирование / В.М. Лятхер, A.M. Прудовский. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 392 с.

48. Маковский Л.В. Проектирование автодорожных и городских тоннелей. М.: Транспорт, 1993. - 302 с.

49. Максимов Г.А. Движение воздуха при работе систем вентиляции и отопления / Г.А. Максимов, В.В. Дерюгин. Л.: Стройиздат, 1972. - 72 с.

50. Маркин Н.С. Основы теории обработки результатов измерений. М.: Изд. Стандартов, 1991. - 176 с.

51. Медведев И.И. Проветривание выработок большого сечения. Л.: ЛГИ, 1985.-53 с.

52. Мельников Ю.С. Помощь проектировщика по проектированию вентиляции. Ижевск, 2002. - 74 с.

53. Методика подсчета количества воздуха для шахт / Л.Н. Быков и др. // Исследования в области горного дела и строительства. 1965. - С. 52-55.

54. Методика расчета общешахтного количества воздуха / B.C. Ващенков и др. // Вентиляция и очистка воздуха. 1970. - Вып. 6. - С. 62-68.

55. Молчанов Б.С. Проектирование промышленной вентиляции. Л.: Стройиздат, 1970. - 239 с.

56. Мостепанов Ю.Б. Вентиляция при строительстве подземных сооружений / Ю.Б. Мостепанов, А.Н. Веденин. Л.: «Стройиздат», Ленинградское отделение, 1988. - 135 с.

57. Мостепанов Ю.Б. Влияние движущегося поезда на проветривание тоннелей / Ю.Б. Мостепанов, А.Н. Веденин // Межвузовский сборник. Л., 1982. -Вып. 9.- С. 29-31.

58. Мостепанов Ю.Б. Исследование процессов проветривания протяженных выработок большого сечения после взрывных работ и: при работе в них автотранспорта: автореф. дис. на соискателя ученой степени канд. техн. наук. Л., 1967. - 20 с.

59. Мустель П.И. Аэродинамическое сопротивление горных выработок. -Л.: ЛГИ, 1965.-69 с.

60. Мустель П.И. Рудничная аэрология. М.: Недра, 1970. - 215 с.

61. Нестеренко A.B. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Высшая школа, 1971. - 460 с.

62. Патент №2013559 РФ. Вентиляционный затвор железнодорожного тоннеля / С.Г. Гендлер и др.. № 10, 1994.

63. Патент №2029872. Вентиляционный затвор для железнодорожного тоннеля / Хоминский В.А. и др.. № 6, 1995.

64. ПБ 03-428-02. Правила безопасности при строительстве подземных сооружений // Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России. М., 2002. - 405 с.

65. Первов Ю.М. Проветривание сквозных выработок / Ю.М. Первов, В.В. Гукин, И.М. Чапковский // Проблемы современной рудничной аэрологии. М., 1974. - С. 57-71.

66. Плескунов В.А. Основные факторы, влияющие на воздухообмен в транспортных тоннелях // Электронное научное периодическое издание «Актуальные проблемы географии и геоэкологии», 2010. №1, с.8.

67. Плескунов В.А. Особенности проветривания железнодорожных тоннелей, использующих дизельную тягу / Воздух'2010: Тезисы докладов Международной конференции. СПб, 2010. - с. 98-99.

68. Плескунов В.А. Принципы проектирования схем вентиляций железнодорожных тоннелей, использующих транспортные средства на дизельной тяге // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения. Воркута, 2011. - с. 205-209.

69. Плескунов В.А. Экспериментальное исследование аэродинамического сопротивления поезда // Записки Горного института. СПб, 2011. - Т. 189 — с. 151-155.

70. Поляков А.Х. Проектирование вентиляции тоннелей. М.: Стройиздат, 1978. - 246 с.

71. Риман И.С. О сопротивлении трения при течении жидкости в трубах не круглого сечения // Промышленная аэродинамика. М., 1986. - Вып.1(33). - С. 190-195.

72. Рипп М.Г. Рудничные вентиляционные и водоотливные установки / М.Г. Рипп, А.И. Петухов, A.M. Мирошник М.: Недра, 1968. - 294 с.

73. Скочинский A.A. Рудничная вентиляция / A.A. Скочинский, В.Б. Комаров. М.: Углетехиздат, 1959. - 632 с.

74. Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях / Т.Н. Сирая, В.А. Грановский. JL: Энергоатомиздат, 1990. -289 с.

75. СНиП 32-04-97. Тоннели железнодорожные и автодорожные. ГУП ЦПП. М., 1997.- 20 с.

76. Содержание и реконструкция тоннелей / Ю.А. Лиманов и др.; под ред. Ю.А. Лиманова. М.: Транспорт, 1976. - 192 с.

77. Справочник по рудничной вентиляции / Под ред. К.З. Ушакова М.: Недра, 1987.-440 с.

78. Справочное пособие к СНиП 2.01.55-85. Теплофизические расчеты объектов народного хозяйства, размещаемых в горных выработках. М.: Стройиздат, 1989. 80 с.

79. Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляции. М.: Высшая школа, 1979. -295 с.

80. Тоннели и метрополитены / В.И. Волков и др. ; под ред. В.И. Волкова. М.: Транспорт, 1975. - 552 с.

81. Тоннельные машины и тоннельный транспорт / С.Н. Киселев и др.. -М.: Транспорт, 1976. 288 с.

82. Управление тепловым режимом тоннелей в суровых климатических условиях / Гендлер С.Г и др. // Транспортное строительство. 1990. - № 4 -С. 18-22.

83. Ушаков К.З. Аэродинамика вентиляционных потоков в горных выработках. М.: Недра, 1975. - 168 с.

84. Ушаков К.З. Газовая динамика шахт. М.: МГУ, 2004. - 481 с.

85. Ушаков К.З. Рудничная аэрология / К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков, И.И. Медведев. М.: Недра, 1978. - 376 с.

86. Фомичев В.И. Вентиляция тоннелей и подземных сооружений. JI.: Стройиздат, 1991. - 164 с.

87. Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. М.: Недра, 1975.-568 с.

88. Bring A. Simulation and measurement of road tunnel ventilation / A. Bring, T.G. Malstrom, C.A. Boman // Tunnelling Underground Space Technol. Sweden, 1997. - Vol. 13, № 3. - P. 417-424.

89. Charlwood R.G. The Design ventilation system for long railway tunnels F Case study for the Canadian National railway / R.G. Charlwood, J.R. Hugget, J.R. Pringle. - USA: American Railway Engineering Association, 1982. -1. 84. - 689 p.

90. Day J. R. Are we doing the correct things to make road tunnels safer? // 5th International Conference on Safety in Road and Rail Tunnels. France, 2003.

91. Day J. R. Maximising safety in short road tunnels // International Conference on Tunnel Design and Systems Engineering. Switzerland, 2005. - P. 612.

92. Day J. R. Tunnel safety and ventilation design and specification // Tunnel Management International. 1999. - P. 8-11.

93. Ferro V. Description and application of a tunnel simulation model / V. Ferro, R. Borchiellini, V. Giaretto // 7th International Symposium Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. UK, 1991. - P. 487-512.

94. Gendler S.G. Control for heat regime of the railway tunnels located in severe climatic condition // 9th International Symposium Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. Italy, 1997. - P. 399-411.

95. Henson D.A. Transient flows in tunnel complexes of the type proposed for the Channel Tunnel / D.A. Henson, J.A. Fox // Proc. I.Mech.E., 1977. № 15. -P. 153-167.

96. Martegani A.D. An experimental study on the longitudinal ventilation system. BHRg / A.D. Martegani, G. Pavesi, C. Barbetta // 8th International Symposium Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. UK, 1993. - P. 316.

97. Riess I. Sprint a design tool for fire ventilation / I. Riess, M. Bettelini, R. Brand // 10th International Symposium Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. - USA, 2000. - P. 629-637.

98. Roche L. Meteorological influence on tunnel ventilation: three new field• fUexperiments // 7 International Symposium Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. UK, 1991. - P. 513-543.

99. Sajben M. Fluid Mechanics at Train-Tunnel system in unsteady motion // AIAA Journal, 1971 -1.9, N8. -.

100. Small-scale experiments on critical velocity in a tunnel cross-passage / Y Z Li et al. // 13th International Symposium Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. USA, 2009.

101. Takeo I. Faceless of the Seikan Tunnel / I. Takeo, K. Shouichi, K. Tadoo // Japanese Railway Eng. 1988. - № 106.

102. Temple J. Ventilation requirements for diesel-hauled train operation through tunnels. BHRg // 9th International Symposium Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. Italy, 1997. - P. 343 - 358.

103. The aerodynamics of Channel tunnel / Henson D.A. et al. // 7th International Symposium Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels. UK, 1991. - P. 927-956.

104. Yano R. An experimental and numerical investigation of the duct flow with inclined jet injection / R.Yano, A. Mizitno, J. Sato // Department of Mechanical Engineering, Kogakum University. Japan. - 12 p.