长大隧道细水雾降温技术的仿真研究

邹 丽，丛北华，李贤斌

(1.上海同泰火安科技有限公司，上海 201703；2.上海防灾救灾研究所，上海 200092；3.上海海事大学 海洋科学与工程学院，上海 201306)

近年来，随着隧道长度增加、行车密度加大，导致热量极易在隧道内聚集，其中80%以上的热来自车辆排放的废气，车辆空调负荷、灯具及其他附属设施约占20%[1]。隧道内的热量若不能及时排出，将导致隧道内空气温度升高。实测上海延安东路隧道(暗埋段长约1 788 m)发现，夏季进峒口温度为32℃～33℃，出峒口温度为42℃～43℃，平均温升为10℃。一旦空气温度达到45℃以上，隧道内汽车空调将无法运行[2]，且人体在此高温环境中可接受暴露时间为“无法接受”[3]。此外，隧道温度过高，还会导致隧道壁温度升高，衬砌和土壤膨胀，从而产生环向裂缝。这些裂缝不仅会影响隧道衬砌受力，还会导致隧道渗漏水[4]。因此，应采取措施对隧道降温。其中，细水雾喷雾降温方法具有经济性好、效率高等特点，已在上海长江隧道等场所得到应用。

国内外学者对细水雾降温进行了不少研究。如KACHHWAHA等[5]开发数值模型以估算水平方向水雾滴与气流之间的传热传质，并准确预测蒸发冷却性能。CHEN等[6]研究了不同喷雾参数(流速、液滴大小、液滴通量、液滴速度)对临界热通量的影响。KOLLAR等[7]开发理论模型来模拟两相空气/水喷雾喷射流中的液滴运动和液滴尺寸分布演变。BARROW等[8]对液滴蒸发进行理论分析，发现随着液滴粒径的增大，蒸发时间和液滴在自由落体中行进的距离迅速增加。若有额外通风，则在该场所中完全蒸发的雾滴粒径将增大。……