آلودگی هوا، سرعت در جابه جایی و…. از جمله مقوله های مهم در کیفیت زندگی شهری است. عوامل فراوانی بر کیفیت محیط شهری تاثیرگذار بوده که از جمله این عوامل میتوان به استفاده از ناوگان حمل و نقل زیرزمینی در سفرهای درون شهری اشاره کرد. این ناوگان با توجه به سرعت بالا در حمل نقل، همواره با اقبال عمومی مواجه شده؛ از این رو افزایش رضایت مسافرین همواره مورد اهمیت این ناوگان است. به همین علت پیرامون مباحث تهویه در تونل ها و اثرات دودکشی و پیستونی مطالعات جامعی انجام شده است.
تهویه در تونل ها
مکانیزم تهویه در تونل ها و ایستگاها، با توجه به قرارگرقتن ایستگاه در زیر زمین و نیاز به هوای مطلوب، نقش پر رنگی را در جلب رضایت مسافرین ایفا میکند. سیستمهای تهویه مورد استفاده در مترو شامل تهویه مکانیکی و تهویه طبیعی بوده که طراحی مناسب تهویه مکانیکی با در نظر گرفتن تهویه طبیعی علاوه بر تهویه مناسب تر، منجر به کاهش مصرف انرژی در این ناوگان می شود. یکی از عوامل کاهش کیفیت هوای داخل مترو جریان های حاصل از حرکت قطار است که در ادامه به شرح آن پرداخته شده است.
هوای گرم تولیده شده حین حرکت قطار میبایست با کمترین میزان برخورد با هوای تهویه شده توسط سیستمهای مکانیکی به بیرون محوطه مترو هدایت شود. در نتیجه وجود هرگونه اختلال در این امر باعث انتقال این گرما به محوطه مترو شده که به سبب آن باعث ورود هوای گرم و افزایش فشار بر روی سیستمهای تهویه مکانیکی در سالن بلیط فروشی می شود.
یکی دیگر از علت های افزایش فشار بر روی تهویه مکانیکی ناوگان حمل و نقل زیر زمینی، وجود جریانهای خارجی در خروجی های به سمت سطح زمین می باشد. این جریانها در فصول مختلف باعث خروج هوای تهویه شده داخل مترو به سمت سطح زمین شده و منجر به اثرات نامطلوب دمایی به خصوص در فصل زمستان میگردد.اثر دودکشی و پیستونی، دو عامل مهم در ایجاد این جریانها محسوب می شود.
تهویه طبیعی تونل ها
تهویه طبیعی تونل های مترو توسط دو عامل، اثر پیستونی و اثر دودکشی انجام می گیرد. در این نوع تهویه هیچگونه وسیله مکانیکی دخالت نداشته و تهویه تونل ها به طور طبیعی شکل می گیرد. اثر پیستونی به واسطه حرکت قطار باعث شکل گیری نواحی کم فشار و پر فشار به ترتیب در عقب و جلو قطار شده که به سبب این اختلاف فشار در طول قطار، جریان هوا در تونل شکل می گیرد.
در کنار این عامل اختلاف فشار موجود بین تونل و ورودی های مترو و همچنین اختلاف دمای این دو سطح باعث شکل گیری جریان طبیعی هوا شده که در کنار اثر پیستونی به تهویه طبیعی تونل ها کمک می کند. لازم به ذکر است که تهویه طبیعی در شرایط بحرانی به جز تونل های کوتاه مناسب نبوده و در کنار این نوع تهویه بایستی از تهویه مکانیکی استفاده شود.
تهویه اجباری تونل ها
با افرایش استفاده از مترو و همچنین افزایش هدوی ایستگاه نیاز شدیدی یه تهویه هوای داخل مترو احساس شد؛ به علت ناتوانی تهویه طبیعی برای تصفیه هوا، درکنار آن از سیستمهای تهویه مکانیکی استفاده می شود. این سیستمها به دو دسته زیر تقسیم بندی می شود:
- سیستم تهویه مکانیکی جریان عرضی
- سیستم تهویه مکانیکی جریان طولی
اثر دودکشی در تهویه تونل ها
اختلاف دمای بین هوای داخل تونل و هوای سطح زمین باعث حرکت سیال شده که به این پدیده، اثر دودکشی می گویند. با افرایش اختلاف دما بین سطح زمین و تونلهای مترو اثر این عامل ملموس تر بوده و سرعت این جریان ها افزایش پیدا می کند. ارتفاع، سطح مقطع شفت تهویه و…در میزان اثرگذاری این عامل موثر بوده است.
اثر پیستونی در تهویه هوای تونل های مترو :
هنگامی که یک قطار در فضای آزاد در حال حرکت است هوای اطراف آن به سمت کنار و بالای قطار هدایت می شود. اما زمانی که قطار در داخل تونل حرکت می کند، دیواهای تونل به مانند یک قید برای هوا اطراف عمل کرده و سیال داخل تونل در اثر حرکت قطار به سمت جلوی آن جریان پیدا میکند؛ در ادامه در قسمت انتهای قطار جبهه کم فشاری تولید شده که باعث مکیده شدن هوا از خروجی های واقع در پشت قطار به سمت عقبه قطار می شود.
- نیروی پیشرانه
- نیروی برشی
- نیروی مکشی
اثرات پدیده پیستونی
کنترل اثر پدیده پیستونی به منظور افزایش رضایت مسافرین، مستلزم محاسبه اثر سرعت جریان پیستونی بر روی سیستم تهویه، شرایط دمایی ایستگاه و همچنین محاسبه تاثیرات آن بر روی آسایش مسافرین بوده است؛ به علاوه آن کنترل پدیده پیستونی به منظور افزایش کیفیت هوای داخل ایستگاه بسیار حائز اهمیت است.
مطالعات صورت گرفته بر روی اثر پیستونی اغلب به خاطر نقش مهم آن بر روی تهویه طبیعی است. با حرکت قطار هوای گرم تولید شده توسط آن، تحت اثر پیستونی به سمت بیرون هدایت شده و در ادامه هوای تازه از خروجی ها به سمت داخل کشیده می شود. با ورود هوای تازه به سمت ایستگاه، کیفیت هوای داخل افزایش پیدا می کند. در برخی از تونل ها با استفاده از اثر پیستونی میتوان هوای داخل آن را بدون نیاز به تهویه مکانیکی تعویض کرد.
شکل جهت جریان در تونل
با در نظر گرفتن ورود و خروج قطارها به صورت متوالی، تحت اثر پیستونی تهویه ایستگاه به صورت طبیعی صورت می گیرد. کنترل و استفاده موثر از این پدیده میتواند منجر به کاهش سطح مقطع شفتهای تهویه، امکانات سخت افزاری سیستم تهویه و انرژی مورد استفاده برای تهویه مکانیکی داخل مترو شود. در ادامه به بررسی اثرات این پدیده بر روی شرایط دمایی ایستگاه و آسایش مسافرین پرداخته شده است.
اثرات پیستونی بر شرایط دمایی ایستگاه
روش های مبتنی بر آنالیز، شبیه سازی عددی و مدل های تجربی عموما برای مطالعه برروی سرعت جریانهای پیستونی استفاده شده که اغلب به منظور بررسی اثرات این پدیده برروی شرایط دمایی و تهویه مترو صورت میگیرد. اگرچه بیشتر این مطالعات برروی تونل های تک خط و حرکت یک قطار در مدت زمانی کوتاه تمرکز کرده اند ولی مطالعاتی نیز بر روی تاثیرات سرعت حرکت قطار، تونلهای دو خط، راستاهای حرکت متفاوت، شرایط مرزی، انواع سیستمهای تهویه، شرایط دمایی مختلف نیز صورت گرفته است.
سیستم تهویه مترو تهران
نوع سیستم تهویه مترو تهران، سیستم تهویه طولی دمنده-مکنده با دو شفت میان تونلی است که در این سیستم برای هر ایستگاه تعداد پنج عدد هواکش در نظر گرفته شده است.
هرایستگاه دارای سه نوع هواساز است. هواساز VE5 وظیفه تصفیه هوا و نمزنی را برعهده دارد، خروجی این هواساز مستقیما به سکوهای ایستگاه هدایت میشود. هواسازهای VE3 و VE4 هوا را پس از نمزنی بدون تصفیه، به ابتدا و انتهای سکوها هدایت میکنند.
بین هر دو ایستگاه مترو نیز یک کانال مشترک خروجی مربوط به دو نوع هواکشVE1و VE2 وجود دارد. وظیفه هواکش بین ایستگاه تخلیه هوای مصرف شده ایستگاه و نیم تونل منتهی بر هریک از هواکش است. كانال خروجي هواكش هاي بين ايستگاهي به هم متصل و در روي سطح زمين به اتاقك تخليه ختم ميشود.
در سه يا چهار طرف اتاقك تخليه و در ارتفاع حدود ٢ متر، دريچه هاي خروج هوا تعبيه شده اند. در مترو تهران، کلیه تاسیسات مکانیکی و برقی توسط سیستم BAS نطارت و کنترل میشود. وظیفه سیستم BAS تهويه،کنترل روشنايي، پلههای برقي، آسانسورها وحوضچههای تخليه فاضلاب درايستگاههاي مترو است. تمام ایستگاهها و هواکشها دارای حسگرهای دما بوده این حسگرها دما را دریافت و آن را به یک جریان الکتریکی تبدیل میکند. در دو سکوی هر ایستگاه چهار حسگر دما و یک حسگر رطوبت نصب شده است.
مطالب زیر را حتما بخوانید
آموزش نصب انسیس 2024 R1 و دانلود انسیس 2024 | اموزش کرک انسیس 2024 R2 R1
لایه مرزی و شبیه سازی صحیح سیالاتی Boundary Layer
عدد کورانت در شبیه سازی CFD چیست ؟
روش صریح و ضمنی در شبیه سازی عددی | Implicit vs Explicit Numerical Methods
آموزش نصب فرترن FORTRAN – دانلود و نصب فایل های مورد نیاز برنامه نویسی فرترن
توربوماشین چیست ؟
آموزش نصب انسیس 2022 R1 و R2 و دانلود انسیس 2022 | اموزش کرک انسیس 2022 R 2 R 1
خطای حجم منفی ( Negative volume ) در بخش دینامیک مش انسیس فلوئنت
علت ارور Floating Point در انسیس فلوئنت چیست | راه حل رفع خطای Floating Point Ansys
چگونه فایل های از دست رفته انسیس ورک بنچ را بازیابی کنیم؟
آموزش نصب تک پلات 2021 R1 و 2020 R2 | کرک و فعال سازی Tecplot
سیاه شدن صفحه CFD Post و راه حل رفع مشکل سیاهی صفحه سی اف دی پست