Raylı Sistemlerin Temelleri 13. Havalandırma. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

Transkript

1 Raylı Sistemlerin Temelleri 13. Havalandırma Hasan Hüseyin Erkaya Kaynak: C.F. Bonnett, Practical Railway Engineering, 2nd Ed., London: Imperial College Press, 2005 Eskişehir Osmangazi Üniversitesi 2016

2 13.1 Raylı Sistemlerde Havalandırma Sorunu Var mıdır? 13.2 Hava Hareketi 13.3 Dışarıya mı İçeriye mi? 13.4 Trenlerin Havalandırma Pervaneleri Üzerine Piston Etkisi 13.5 Tünel Havalandırma Pervaneleri Tasarımı ve Çalıştırılması 13.6 Tünellerde Duman 13.7 Hava Sıkışması ve Akımı 13.8 Havalandırma Pervanelerinin Denetimi ve Bakımı 13.9 İklimlendirme

3 13.1 Raylı Sistemlerde Havalandırma Sorunu Var mıdır? EVET! 1876 yılında, George Robert Stephenson'un oturum başkanı olduğu bir bilimsel toplantıda Gabriel J. Morrison Havalandırma ve Raylı Sistem Tünellerinin Çalışması adlı bir bildiri sunmuş. Yolcular ve çalışanlar şikayetçi Yakıtın yanmasına bağlı kirlilik, sağlık riskleri ve güvenlik tehlikeleri Lokomotifler bolca karbonik asit ve biraz da sülfürik asit üflüyordu. Yük treni ekibinin Mont Cenis Tüneli nde hava kirliliği nedeniyle bayılmıştı Halk Londra Metropolitan Demiryolu nun yeraltında olan kısımlarında havanın temiz olmamasından şikayetçiydi Uzun tünellerde, buharlı lokomotifin içinde veya arkasındaki vagonlarda bulunmak çok hoş bir deneyim değildi Günümüzde ister dizel ister elektrikli olsun 750 metrede uzun tünellerde havalandırma sorunu var

4 13.2 Hava Hareketi Tünel içinde hareket eden tren bir piston gibi önündeki havayı iter arkasındaki havayı çeker Piston etkisi blokaj oranına bağlı Tek yollu tüp tünel: ~ % 70 blokaj Tek yollu tünel: ~ % 50 blokaj Çift yollu tünel: ~ % 30 blokaj

5 13.2 Hava Hareketi Tünel içinde bekleyen hava Tünel ısısını almıştır Oksijen oranı azalmıştır Nemli ve pis (küf) kokuludur Tren gelirken duraktaki bekleme alanlarına itilir Tren giderken getirdiği kadar havayı ardından götürür Havalandırma sistemi kirli havayı dışarı atacak veya dışardan temiz hava alacak şekilde kurulur Peron

6 13.2 Hava Hareketi Tünellerde hava akışı kontrollü ve yavaş olmalıdır: Kirlenmiş, bayatlamış, oksijeni azalmış ve tozlanmış hava yerine daha çok oksijen içeren temiz havanın sağlanması. Tren donanımı, insan gövdeleri, aydınlatma armatürleri, gece yapılan tamir ve bakım işleri, zemin ve tünel duvarlarından yayılan ışıma sonucu ortaya çıkan ısının dışarı atılması. Tünel hava sıcaklığının ortalama 21 C civarında olması istenir. Piston etkisiyle ortaya çıkan hava akışının etkisini azaltılması Yangın veya dumansız yanma durumunda duman kontrolü sağlanması.

7 13.3 Dışarıya mı İçeriye mi? Tünele dışardan temiz hava basılması Kirli havanın istasyona ve tünel ağzına gitmesi Girişte nâhoş bir karşılama Temiz Hava Temiz Hava İstasyon Peron

8 13.3 Dışarıya mı İçeriye mi? Tünelden dışarıya kirli hava basılması İstasyona ve tünel ağzına dışardan temiz hava girmesi Girişte hoş bir karşılama Kirli Hava Kirli Hava İstasyon Peron

9 13.4 Trenlerin Havalandırma Pervaneleri Üzerine Piston Etkisi Piston etkisi havalandırma pervanelerini ters yöne dönmeye zorlayabilir. Ters yöne zorlanan motor akımı sınır değerleri aşabilir: Motor sargıları ve sürücü devre elemanları hasar görür. Pervanelere gelecek bu tür kuvveti azaltmak için tek yöne açılan kapaklar kullanılır. Havalandırma bacalarının tasarımında bu hususa dikkat edilmelidir

10 13.5 Tünel Havalandırma Pervaneleri Tasarımı ve Çalıştırılması Tünel soğutma pervaneleri Çeşitli güç ve büyüklükte m 3 /saniye üfleme kapasiteli Normalde iki işlevi vardır: 1) Trenlerin çalışmadığı zamanlar tünelde ortaya çıkan ısıyı dışarıya aktarmak 2) Trenin tünelin bir kesiminde durması sırasında yeterli bir miktarda hava akımı sağlamak. Tüm havalandırma pervanelerinin her iki yöne çalışabilir olması uygun olacaktır. Normal yönde yüksek verim Ters yönde daha düşük verim Her iki yöne hava üfleyebilmesi acil durumlarda çok önemli

11 13.5 Tünel Havalandırma Pervaneleri Tasarımı ve Çalıştırılması Düşük devirle çalışan büyük pervaneler Yüksek hızla çalışan küçük pervanelerden daha etkilidirler. Bakım masrafları daha düşük olur. Gürültü ve titreme sorunları daha az olur. Büyükçe bir havalandırma bacasında büyük bir pervane kullanmak, küçük bacalarda yüksek hızla çalışan bağıran pervaneler kullanmaktan daha iyidir. Dar havalandırma bacalarından çok hızlı hava çıkışı, dış ortamda hava gürültüsü oluşturur ve yakınlarında insanların yaşadığı binalar için gürültü sorunları yaratır.

12 13.6 Tünellerde Duman Normal çalışmada Elektrikli lokomotif: duman yok Dizel lokomotif: bir miktar duman var: Çift hatlı tünellerde sorun oluşturmaz Tek hatlı tünellerde havalandırma gerekli. Tünelde yangın varsa: duman çok ciddi bir tehlikedir Önde veya arkada bulunan diğer trenleri de etkileyebilir. Yan yolda karşı yöne giden bir tren etkilenebilir Bağlantılı başka bir tünelde giden tren bile durumdan etkilenebilir. Değişim istasyonlarında, duman geçiş yollarını ve bacaları da doldurabilir. Tünel içindeki dumanı dışarıya atmak için ve tünel içinde arızalanıp kalan trenden indirilen yolcuların çıkış yolunu havalandırmak için pervaneler etkin bir biçimde kullanılabilirler.

13 13.6 Tünellerde Duman Tüneldeki dumanla mücadelede bilinmesi gerekenler: Ne yanıyor? Nerede yanıyor? Etkilenebilecek trenler ve yolcular nerede? Tünel yangın çeşitleri: Kullanılan bir tünelde Kullanılan bir tünel içindeki trende, İstasyon tünelinde veya geçiş tünelinde Yürüyen bir merdivenin altında Bir havalandırma bacası içinde. Eksik veya yanlış bilgi ile havalandırma pervanelerini yanlış çalıştırıp durumu daha da kötüleştirmek mümkündür. Tünellere yangın sezme ve uyarı sistemleri kurulmalıdır

14 13.7 Hava Sıkışması ve Akımı Dar tünellerde piston etkisi önemli ölçüde hava sıkışması ve hava akımına neden olabilir İstasyonda ve ön vagonlarda hava sıkışması ve hareketi hissedilir Bu etkiyi azaltmak için Paralel tek hatlı tünellerde aralıklarla tüneller arası hava geçişi sağlanır Pervanesiz, kapaksız havalandırma bacaları yapılabilir Su altındaki tünellerde havalandırma daha zor: Yollu tünellere ilave paralel olarak servis tüneli açılabilir. 5 km ve üstü uzunluklar Servis tünelinden diğer tünellere kapaklı hava sızdırmaz geçitler Acil durum araçlarının gidebileceği genişlikte Trenden indirilmiş yolcuların taşınabileceği bir sistemin de içermeli İçinde yangın söndürme hattı da bulunmalı, yangın söndürme veya soğutma için hattın uygun yerlerinden çıkışlar bulunmalıdır.

15 13.8 Havalandırma Pervanelerinin Denetimi ve Bakımı Tüm araçlar ve donanım gibi, tünel havalandırma pervanelerinin de düzenli olarak denetlenmesi ve bakımlarının yapılması gerekir. Her bir raylı sistem işletmesi bu tür işlemler için bir düzenleme yapmalıdır. Kontrol merkezleri de havalandırma pervanelerinin durumları hakkında, çalışır vaziyette veya bakımda oldukları şeklinde, bilgilendirilmelidir. Bakım çalışmaları da pervaneye yakın pervanelerin hizmet dışı olmayacak şekilde yapılmalıdır. Böyle bir şey yangın gibi acil bir durumda havalandırma imkânının tamamen yok olmasını önlemek amacıyladır. Daha önce de belirtildiği gibi, yangın nedeniyle oluşan dumanın üflenerek veya emilerek trende mahsur kalmış veya trenden indirilmiş yolculardan uzaklaştırılması gerekir.

16 13.9 İklimlendirme Günümüzde binalar ve hareketli araçlar klimalarla donatılmış durumda Sıcak yerlerde, yer altı istasyonlarında sınırlı bir iklimlendirme olabilir Peronlara geçişlerde otomatik açılan ve normalde kapalı tutulan kapılar kullanılabilir. Yeni kurulacak bir raylı sistemde iklimlendirme konusu çok kapsamlı bir biçim de ele alınmalıdır. Daha küçük hacimli yer altı kontrol odalarında ve/veya görevli odalarında, özellikle bilgisayar donanımların bulunduğu odalarda, gerektiğinde yerel klimalarla yerel iklimlendirme yapılabilir. Ana hatlarda çalıştırılan yolcu vagonlarında da iklimlendirme kullanılmaktadır. Bu tür vagonlarda otomatik sürgülü kapıların kullanılması gereklidir. Vagon pencereleri de açılmayacak şekilde yapılır; bu nedenle, acil durumlar için önlemler alınmalıdır (camı kırmak için çekiç bulundurmak gibi).

17 İlginiz için teşekkür ederim. Hasan Hüseyin Erkaya Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Ekim