拉链导风筒各项性能指标及应用
1、导风筒种类
隧道施工通风中常用的导风筒有软风筒(正压导风筒)、硬风筒和伸缩性导风筒(负压导风筒)。
软导风筒是用涂塑或浸塑布制成,基布为涤纶、维纶等纺织物,质量小,拆装搬运方便,漏风小适合做大直径导风筒分为拉链导风筒和钢圈导风筒,只能用于正压通风。
硬风筒一般为铁皮管,通常采用法兰盘连接。也有玻璃钢风筒,国外还有铝塑管、玻璃纤维塑料管,它们通常为板材在现场加工成型。可用于正压通风也可用于负压通风。
另外,还有一种专门用于瓦斯隧道的导风筒,它具有阻燃和抗静电的性能。
现在隧道施工通风中应用最多的是拉链导风筒,其结构示意如图1所示。
2、导风筒的性能
导风筒的性能指示主要是百米漏风率、百米风阻、摩擦系数(达西系数)、耐压性能和直径变化率。下面主要介绍拉链导风筒的性能。
国标《橡胶或塑料涂覆布导风筒》(GB/T990-2008)给出了导风筒应达到的性能指标,即风筒的百米风阻和百米漏风率应符合表1的规定,导风筒的耐压性能和直径变化率则应符合表2的规定。百米风阻和百米漏风率的测定按照《风筒漏风率和风阻的测定方法》(GB/T15335-2006)进行,而耐压性能和直径变化率可参照《橡胶或塑料涂覆布拉伸长度和拉断伸长率的测定》(HG/T2580-2008)方法。
标准中将风筒称作导风筒,沿用的是矿山上的叫法。在隧道施工通风中则习惯称作通风管、风筒布、风带(袋)。
百米风阻为:
可以看出,百米风阻与导风筒直径的5次方成反比,与摩擦阻力系数α(或摩擦系数λ)成正比,它反映导风筒的阻力特性。但导风筒的阻力特性用摩擦阻力系数α(或摩擦系数λ)表示更合适,在实际通风中被普遍采用。根据公式(5-17)、公式(5-18)和表5-1,可计算得出对应于不同直径和百米风阻的摩擦阻力系数和摩擦系数标准,见表5-3.
软风管的百米漏风率与导风筒的管材、接头方式、加工工艺和节长关系很大,市场上软风管的百米漏风率差别很大。国际GB/T9900-2008要求正压导风筒的百米漏风率不大于4%,负压导风筒的百米漏风率不大于5%。这远远不能满足隧道长距离通风的需要。目前最好的10m 节长拉链导风筒的百米漏风率通常在1%以下,随着节长的增加,最小漏风率已达到0.05%。我们在山西省寺铺尖隧道现场分别对新安设的通风管路和应用一段时间后有部分破损的旧通风管路进行了性能测试。风筒直径为1200mm,节长为10m,测试结果见表4
根据阿里特苏里公式和测得的直径1200mm的摩擦系数,计算出该系列风筒的摩擦系数λ、摩擦阻力系数α和百米风阻R100 的值见表5.
摩擦系数(达西系数)λ主要取决于所有风管内壁的相对光滑度,它对通风阻力影响很大。瑞士把拉链导风筒分成S、A、B三个等级,等级不同λ不同,见表5-6.目前一些国外承包商为我国隧道工程项目提供的技术文件中常用的数值为0.014。这些多为国外厂商提供的数据,没有见到实测数据。
S、A和B级风管的性能
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