طراحی و شبیه سازی تهویه تونل و تهویه صنعتی

طراحی و شبیه سازی تهویه تونل و تهویه صنعتی

در سالیان اخیر و با پیشرفت تکنولوژی، نگاه ویژه ای به زیر ساخت های حمل و نقل شده است. یکی از محورهای اصلی حمل و نقل، حمل و نقل جاده ای و ریلی می باشد. ویژگی بارز این روشهای حمل و نقل عمومیت آنها می باشد که نیازمند توجه ویژه ای به جزئیات و نکات احداث مسیر خواهد بود.
در سالیان اخیر در کشور ما مباحث مربوط به تونل سازی از اهمیت ویژه ای برخوردار گشته و با احداث تونل رسالت در تهران اولین پروژه طراحی تهویه تونل و سیستم کنترل آن صورت پذیرفت.
طراحی و شبیه سازی تهویه تونل جاده ای و ریلی
طراحی و شبیه سازی تهویه صنعتی
طراحی و شبیه سازی تهویه مترو
شبیه سازی آتش و حریق با PyroSim و FDS
نمایندگی شرکت TD&T اسپانیا در حوزه طراحی، نظارت و شبیه سازی تهویه مترو و تهویه تونل

جهت دریافت اطلاعات بیشتر یا سفارش پروژه طراحی ، شبیه سازی و نظارت تهویه تونل و تهویه صنعتی و نیز شبیه سازی حریق و آتش با نرم افزار pyrosim - پایرو سیم ، با شماره های شرکت آراکو (02166561974-02166595231) و یا شماره مستقیم 09124780268 (محمد قربانعلی بیک) تماس حاصل فرمائید. 


طراحی تهویه تونل جاده ای و ریلی
استفاده از تکنیک های جدید حفاری و دستگاههای TBM موجب گردیده که امکان حفر تونلهای طولانی در مدت زمان کمتر از حالت معمول میسر گردد. یکی از الزامات طویل بودن تونلها، امکان ایجاد تهویه مناسب در آنها است. عمومی ترین روش تهویه تونلهای بین شهری و درون شهری، روش تهویه طولی با استفاده از جت فن و یا دویل می باشد. 
تهویه مناسب و بهداشتی تونل علاوه بر نیاز به تجهیزات مناسب، نیازمند طراحی صحیح و محاسبات دقیق میزان آلاینده ها و شرایط محیطی است.

 

به منظور انجام پروژه های مطالعاتی محاسبات تهویه تونل، فرآیندهایی وجود دارد که باید به صورت منظم و با ترتیب خاصی انجام گیرد. به منظور آشنایی اولیه با مراحل و پروسه محاسبات تهویه تونل، فعالیت های اصلی این فرآیند، در ادامه ذکر خواهد شد.
  • دریافت نقشه های فنی و موقعیت تونل
  • بررسی مشخصات اقلیمی  منطقه و مشخصات ترافیکی محور
  • بررسی وضعیت آلاینده ها تولید شده توسط وسایل نقلیه و تحلیل آماری ترافیک
  • محاسبات تعیین هوای مورد نیاز جهت تهویه و حالت راهبندان و حریق
  • بررسی روشهای مختلف تهویه و انتخاب روش مناسب
  • شبیه سازی سیالاتی جریان هوا داخل تونل با نرم افزارهای SES, Fluent و flow works
  • مشخص کردن کلیه تجهیزات تهویه در روش انتخاب شده به همراه مشخصات فنی
شرکت آراکو با داشتن اطلاعات مناسب، سوابق کاری در حوزه تهویه تونل و بهره گیری از تکنیک شبیه سازی سیالاتی جریان هوا،آمادگی دارد پروژه های طراحی و مدلسازی تهویه تونل های جاده ای و ریلی را با کیفیت بسیار بالا به انجام رساند.
http://tunnel-ventilation.persianblog.ir



طراحی و شبیه سازی تهویه صنعتی و تهویه موضعی
بهبود وضعیت تهویه و شرایط بهداشتی هوای داخل سوله ها و کارخانه ها علاوه بر بالا بردن راندمان کاری پرسنل، در کاهش صدمات ناشی از آلاینده ها به ماشین آلات و تجهیزات داخل سوله و کارخانه، نقش اساسی ایفا می کند. در حقیقت هدف از طراحی تهویه صنعتی، الزاما گرمایش و سرمایش نیست، بلکه کاهش غلظت آلاینده ها در محیط با خارج کردن گازهای آلاینده و ورود هوای تازه می باشد.
 آلاینده های محیط می توانند موارد مختلفی را شامل گردد.
1- آلاینده های تولیدی توسط موتورهای احتراق داخلی مانند دیزل ژنراتور، لیفتراک و ماشین آلات سنگین که عمدتا به صورت ترکیبات کربن و نیتروژن و دوده در محیط وجود دارند.
2- آلاینده های شیمیایی که عموما ناشی از فرآیند های شیمیایی درون خط تولید می باشند که این در بسیاری از صنایع از جمله صنایع تولید روی، فولاد، صنایع تولید اسید، تولید قارچ خوراکی و حتی مرغداری ها، بسیار معمول هستند. این نوع از آلاینده ها علاوه بر صدمات شدید به سلامت پرسنل، موجب خوردگی شدید تجهیزات نیز می شوند.
3- ذرات معلق موجود در هوا، که این نوع آلاینده ها در صنایع تولید سیمان، صنایع فولاد، صنایع پشم شیشه و پشم سنگ، کارگاههای نجاری و کارگاههای تولید سنگ به شدت رایج است. این ذرات معلق در صورت عدم تهویه مناسب، پس از تنفس موجب بروز بیماری های حاد و مزمن می گردد و در عین حال می تواند به مدارات الکتریکی و تجهیزات مکانیکی موجود به شدت آسیب وارد نماید.
 
با توجه به موارد ذکر شده توصیه می گردد در طراحی تهویه صنعتی برای سوله ها، کارخانجات و کارگاهها با استفاده از جت فن یا فن های محوری، حتما از نظرات متخصصین  و نه صرفا فروشندگان استفاده گردد. در عین حال، پس از انجام شبیه سازی جریان هوا در داخل محوطه، داده های حاصله با اطلاعات نزدیکترین ایستگاه هوا شناسی تطبیق داده شود.
http://tunnel-ventilation.persianblog.ir/post/23



طراحی و شبیه سازی تهویه پارکینگ با استفاده از جت فن
ساخت و بهره برداری مجتمع های تجاری و اداری با توجه به استفاده بهینه از فضاهی موجود، در شهر های بزرگ بسیار رونق یافته است.
به دلیل فشردگی فضا در چنین مجتمع هایی، طراحی پارکینگ با فرض بهره گیری از بیشترین فضای ممکن صورت می گیرد. تعداد فراوان خودروها در فضای سربسته این پارکینگ ها مطمئنا نیازمند طراحی سیستم تهویه بسیار قدرتمندی است. در چنین شرایطی استفاده از جت فن های مخصوص تهویه پارکینگ توصیه می گردد. در عین حال برای نصب و راه اندازی چنین سیستم تهویه باید ابتدا شبیه سازی سیالاتی جریان هوا در پارکینگ صورت پذیرد.
 

 
باید توجه داشت که به دلیل هزینه بسیار بالای این نوع سیستم تهویه، طراحی و شبیه سازی باید توسط شرکت مشاور انجام گیرد و طراحی انجام شده توسط تولید کنندگان و فروشندگان می تواند به افزایش شدید هزینه های طرح بیانجامد.
http://tunnel-ventilation.persianblog.ir/post/7



پیش بینی نحوه گسترش آتش و حریق یکی از مواردی است که به طراحان کمک می کند با لحاظ کردن تجهیزات مناسب، از گسترش شدید آن و نیز بروز خطراتی از قبیل خفگی و مسمومیت ناشی از دود جلوگیری نمایند. به این ترتیب می توان با ایجاد چیدمان مناسب و انتخاب صحیح تجهیزات تهویه، به تخلیه دود کمک کرد و در عین حال شرایط را برای جلوگیری از گسترش لایه دود و گازهای ناشی از احتراق به سمت پایین، فراهم نمود.

نرم افزارهای شبیه سازی آتش و حریق مانند نرم افزار Pyrosim پایرو سیم و FDS یکی از ابزارهای قابل استفاده در این حوزه می باشند. به کمک شبیه سازی حریق  می توان سناریوهای مختلف  را در هنگام آتش سوزی در مکان هایی مانند: تونلهای راه آهن و مترو، تونلهای جاده ای، کارخانجات، کارگاهها، مجتمع های مسکونی و تجاری، پل ها و سایر موارد بررسی نمود. 

برای انجام شبیه سازی و تحلیل CFD آتش  باید ابتدا مدل سه بعدی از محل مورد نظر تهیه نمود و سپس با مشخص کردن متریال موجود در محیط و موقعیت و شدت حریق فرضی، و نیز مشخص کردن تجهیزات تهویه، شبیه سازی را اجرا کرد. خروجی های شبیه سازی آتش عبارتند از نحوه حرکت گستردگی حریق و گازهای ناشی از احتراق، نحوه گسترش آتش به مرور زمان، وضعیت دمایی نقاط مختلف در هنگام آتش سوزی و میزان دید موثر افراد در نقاط مختلف.
 



 

نمایندگی شرکت TD&T اسپانیا در حوزه طراحی و شبیه سازی سیالاتی تهویه مترو و تونلهای ریلی
احتراما بدین وسیله به اطلاع همکاران و عزیزان می رساند شرکت آراکو (آذرخش ریل آریا) موفق به اخذ نمایندگی انحصاری از شرکت TD&T اسپانیا در حوزه طراحی، نظارت و شبیه سازی سیالاتی تهویه مترو و تونلهای ریلی گردیده است.
برای کسب اطلاعات بیشتر به آدرس www.araco.ir مراجعه فرموده و یا با شماره های 02166561974-02166595231 و شماره مستقیم 09124780268 تماس حاصل فرمائید. خدمات قابل ارائه توسط شرکت آراکو در این حوزه عبارت است از :

  • طراحی تهویه تونل و تهویه مترو توسط شرکت آراکو و مشاور خارجی
  • شبیه سازی CFD تهویه تونل و تهویه مترو توسط مشاور خارجی
  • شبیه سازی آتش و حریق با نرم افزار پایرو سیم Pyrosim و FDS توسط مشاور خارجی
  • اخذ تائیدیه طراحیح و شبیه سازی تهویه ایستگاه مترو و تونل توسط مشاور خارجی 





توضیحاتی در خصوص طراحی و شبیه سازی تهویه تونل و تهویه مترو
در این بخش به ارائه توضیحاتی در خصوص روشهای تهویه تونل می پردازیم. روش های اصلی  تهویه تونل را می توان به شرح زیرطبقه بندی کرد:

 الف ) تهویه طبیعی تونل

 ب ) تهویه ناشی از اثر پیستونی حرکت خودرو

 ج ) تهویه طولی 

 د ) تهویه عرضی و نیمه عرضی

 ه ) تهویه به کمک مواد شیمیایی

  در ادامه به معرفی اجمالی و بررسی مزایا و معایب هر یک از این روش ها می پردازیم.
 


 تهویه طبیعی در تونل:

تهویه طبیعی عبارتست از حرکت طبیعی هوا در تونل که در اثر اختلاف  فشار بین دو دهانه ورودی و خروجی تونل روی می دهد. این اختلاف فشار ناشی  از موارد ذیل می باشد:

-        اختلاف ارتفاع در دو دهانه

-        اختلاف دما در دو دهانه

-        اثر باد

 جریان طبیعی هوا در داخل تونل را می توان به صورت طولی یا از طریق کانال مرکزی انجام داد.

 

تهویه طولی در تونل :

در این سیستم هوا درتونل به صورت اجباری (تهویه مکانیکی) جریان می یابد. شدت جریان هوای لازم به میزان آلودگی بستگی دارد و از این رو با افزایش طول تونل میزان آلاینده ها افزایش می یابد.  در این روش می توان با نصب بادزن های تقویتی در تونل به جریان هوا شتاب  داد. تهویه طولی را می توان به 3 روش زیر انجام داد:

تهویه طولی با استفاده از بادزن اصلی:

در این روش با نصب فن دمنده و مکنده ابتدا و انتهای تونل، هوا را در طول تونل  به حرکت در می آوریم.

 این روش فقط در مورد تونل های یک طرفه کارآیی دارد و هوا از جهتی به تونل  دمیده می شود که اثر پیستونی و تهویه طبیعی به آن کمک کند . در این روش  سرعت هوا در تونل ثابت است و تمرکز آلودگی ها از صفر در دهانه تونل  ورودی تا حد ماکزیمم در دهانه خروجی تغییر می کند. 


تهویه طولی با استفاده از دویل:

در این شیوه یک کانال در مرکز تونل حفر شده و بادزن در آن نصب می شود. با مکش هوا از طریق این بادزن، هوا از دو طرف تونل وارد و از کانال خارج می  شود. در این روش جهت سرعت هوا در دو نیمه تونل مخالف هم است . به دلیل  کاربرد این روش در تونل های دو طرفه از توضیح پیرامون این روش پرهیز می  گردد.


تهویه طولی با استفاده از جت فن Jet fan در تونل :

در این روش به کمک نصب جت فن jet fan  در سقف تونل، هوا را در محدوده  فوقانی مقطع هندسی تونل به جریان درآورده و تهویه طولی را انجام می  دهیم. روش تهویه طولی با استفاده از جت فن یکی از روش های بسیار متداول در زمینه تهویه تونل می  باشد.
 

 

 تهویه عرضی در تونل:

در این روش هوای تازه از طریق یک کانال سراسری در تمام طول تونل وارد  می شود وهوای برگشت از طریق شبکه هایی به داخل کانال برگشت مکیده می شود. مقطع کانالهای دمنده و مکنده در طول تونل تغییر می کند و هوا معمولاً از  کف تونل وارد شده و از نزدیک سقف خارج می گردد.

تهویه نیمه عرضی در تونل:

سیستم تهویه نیمه عرضی، ترکیبی از روشهای طولی و عرضی است. در این  روش هوای تازه در تمام طول تونل وارد شده و هوای آلوده به درون مجرایی که در تمام طول تونل تعبیه شده است مکیده می شود و به خارج تونل فرستاده می  شود.

  

 تهویه به کمک مواد شیمیایی :

چنین سیستمی را می توان در تمام طول تونل به کاربرد، اما به دلیل هزینه بالا  کمتر مورد استفاده قرار می گیرد و معمولاً در موارد ویژه ای که تونل نزدیک مدرسه، مرکز خرید یا ناحیه مسکونی و دیگر اماکن شلوغ باشد مورد استفاده  خواهد بود.


 

سرعت حدی در تهویه تونل - حریق

در شرایط حریق در داخل تونل  دود ناشی از آتش سوزی به طرف سقف تونل حرکت می کند و پس از رسیدن به سقف، در صورتی که سرعت تهویه طولی هوا در تونل به اندازه کافی بالا باشد، در مسیر حرکت هوا در تونل به حرکت در می آید و اگر سرعت هوا در تونل کم باشد، در هر دو طرف در تونل پخش می شود. بنابراین برای یک مدت کوتاه، فضایی بدون دود تا چند متری از کف تونل وجود دارد. به پدیده ایجاد یک لایه دود در بالای تونل، که در خلاف جهت حرکت هوا پیشروی می کند، عقب زدگی لایه دود می گویند. هنگامی که این لایه دود، دمای خود را به بدنه تونل و هوای اطراف آن منتقل کند، سرد می شود و به سمت پایین می آید و مجدداً به سمت محل حریق باز می گردد و فضای بدون دود در نزدیک زمین را از بین می برد. برای جلوگیری از پدیده عقب زدگی لایه دود، سرعت حرکت هوا در تونل نباید از یک حد آستانه موسوم به سرعت بحرانی کمتر باشد.


در حقیقت در صورت متناسب نبودن سرعت متوسط جریان هوا با سرعت بحرانی، یک جریان گردابی از دود ایجاد خواهد شد که می تواند موجب ایجاد خطرات جانی برای افراد حاضر در آن منطقه شود. به همین دلیل در حالت تهویه مکانیکی در تونل سرعت بحرانی تعریف می شود کهه در شرایط حریق و با تنظیمات انجام شده، سرعت متوسط جریان هوا به سرعت بحرانی نزدیک شود تا دود و گرما به صورت لایه ای در قسمت بالای تونل و در مسیر جریان هوای تهویه مکانیکی حرکت کرده و امکان تخلیه اضطراری افراد و حضور پرسنل آتش نشانی در آن قسمت مهیا گردد. در اکثر موارد پس از نصب تجهیزات تهویه مکانیکی و همچنین تجهیزات کنترلی، حریقی مصنوعی در داخل تونل ایجاد می گردد تا شرایط کلی تهویه مورد بررسی قرار گیرد. ایجاد این حریق و آتش مصنوعی در ابعاد کوچک در داخل تونل به ما کمک می کند تا شرایط واقعی بروز حریق را در داخل تونل تجربه کرده و برای این شرایط آماده شویم.