[发明专利]一种隧道施工中独头通风管漏风率的获得模型及方法

权利要求书

1.一种隧道施工中独头通风管漏风率的获得模型及方法，所述通风管为软风管；

其特征在于包括以下步骤：

①获得通风软风管入口的初始风量Q_n、初始风压p_n、风管横截面积A、风管周长C、空气密度ρ；

②设定通风软管每隔单位长度有一个漏风孔，两漏风孔之间的距离L；

③采用恒定总流的伯努利方程，确定漏风孔处的静压；

④根据流体力学孔口出流原理，获得该漏风孔处的漏风量；

⑤根据漏风孔上游软风管的风量和漏风孔的漏风量，通过质量守恒公式，确定漏风孔下游的风管风量；

⑥从风管的初始段向风管的末端计算风量和压力；

⑦通过漏风率的计算公式获得漏风率。

2.根据权利要求1所述的隧道施工中独头通风管漏风率的获得模型及方法，其特征在于，所述的漏风孔处静压由下式得到：式中，p_i+1—紧邻漏风孔i上游的漏风孔i+1处的静压力，单位Pa；p_i—漏风孔i处的静压力，单位Pa；λ—风管沿程阻力系数；A—风管横截面积，单位m²；L—两漏风孔之间的长度，单位m；C—风管周长，单位m；D—风管的水力直径，单位m；ρ—空气密度，单位kg/m³。

3.根据权利要求2所述的隧道施工中独头通风管漏风率的获得模型及方法，其特征在于，所述的漏风孔下游风管内的风量由下式获得：式中，Q_漏—风量，单位m³/s；μ—漏风系数；a—漏风孔面积，单位m²；p—漏风孔处静压，单位Pa；ρ为空气密度，单位kg/m³。

4.根据权利要求3所述的隧道施工中独头通风管漏风率的获得模型及方法，其特征在于，所述的漏风孔下游的风管风量由下式获得：式中，Q_i+1—漏风孔i上游风量，单位m³/s；Q_i—漏风孔i下游风量，单位m³/s；μ—漏风系数；a—漏风孔面积，单位m²；p_i—漏风孔i处的静压力，单位Pa；ρ—空气密度，单位kg/m³；依次向下一漏风孔递推，获得风管出口段风量Q₀。

5.根据权利要求4所述的隧道施工中独头通风管漏风率的获得模型及方法，其特征在于，漏风率由下式得到：式中，P—漏风率，单位％；Q_n—初始风量，单位m³/s；Q₀—风管末端风量，单位m³/s。

6.根据权利要求5所述的隧道施工中独头通风管漏风率的获得模型及方法，其特征在于：所述漏风率获得方法仅考虑风管侧壁上漏风孔面积值。

7.根据权利要求1至6任一项所述的隧道施工中独头通风管漏风率的获得模型及方法，其特征在于：所述风管单位长度上不漏风，漏风由该段风管侧壁存在一个由材料特质决定的小孔导致；设定风管内的风流各物理量不随时间变化，为恒定总流；将风流视为小孔出流、孔口出流模式。