Model Test for the Determination of Distances between Jet-fans and Analysis of Recirculation

제트팬 설치 간격과 재유입 현상 분석을 위한 모형실험

The domestic standards which used the standards of Road Association of Japan standards presents the distances of between jet-fans by the caliber of jet-fan. However, the Permanent International Association of Road Congress (PIARC) encourages it to be ten times a diameter of the tunnel. The distance of jet-fans installed in bases of two standards differs as much as two times, as so the proper basis after analysis of internal air current is needed since such difference can lead to disadvantage for selection of ventilation configuration. Based on Froude modeling theory, 1/40 scale acrylic model of a tunnel (215mm in diameter and 6.9m in length) and jet-fan (26.3mm and 31.6mm in caliber) was made for the measurement of changes in pressure and velocity due to the extension of tunnel for analysis of internal air current. And we measured the changes in pressure of surroundings of a jet-fan for confirmation of recirculation due to the exterior airs when the jet-fan is on. The results of the model test show that internal air current was not influenced by the caliber of jet-fan and its changes in pressure and velocity were stable in the point where it was nine times of diameter of the tunnel. Also the recirculation when the jet-fan is on could be verified. According to such results, in the cases of installing jet-fan in tunnels, the distances between jet-fans needs to be more than nine times the diameter.

국내에서 제트팬 설치 간격 기준으로 사용되고 있는 일본도로공단 기준은 제트팬의 구경에 따라 설치간격을 제시하고 있지만 국제 상설도로 협회(PIARC)에서는 터널 직경에 10배를 유지할 것을 권장하고 있다. 이 기준들에 의해 결정된 설치 간격은 최대 약 2배 정도의 차이를 나타내고 있으며 이러한 설치 간격의 차이는 터널 환기 방식 선정에 불리한 요건으로 작용될 수 있기 때문에 터널 내부의 기류분석을 통한 적정 설치 간격 기준이 필요하다. 본 논문에서는 Froude 상사이론에 기초하여 아크릴 재질의 축소비 1/40의 모형 터널(직경 215mm, 연장 6.9m)과 모형 제트팬(구경 26.3mm, 31.6mm)을 제작하여 터널 내부에서의 기류분석을 위해 터널연장을 따라서 압력과 속도의 변화를 측정하였고, 제트팬 가동시 제트팬 주위에서 외부 공기의 영향으로 발생될 수 있는 재유입 현상을 확인하기 위해서 제트팬 주변에서 압력변화를 측정하였다. 모형실험 결과에서는 터널 내부기류는 제트팬 구경에 영향을 받지 않고 터널직경에 약 9배 정도가 되는 지점에서 압력과 속도의 변화가 안정되는 것으로 나타났으며 제트팬이 가동되면서 발생되는 재유입 현상을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 터널 내부에서의 제트팬 설치 시에는 터널 직경에 약9배 이상을 확보해야 한다고 판단된다.