均勻靜壓送風(fēng)道

1、均勻靜壓送風(fēng)道【摘要】 地鐵客車空調(diào)通風(fēng)主要包括以下內(nèi)容：送風(fēng)形式，送風(fēng)道及送風(fēng)口的結(jié)構(gòu)、尺寸，送風(fēng)道及送風(fēng)口的阻力與空調(diào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)的合理匹配，低阻力均勻送風(fēng)風(fēng)道及送風(fēng)口，送風(fēng)口送風(fēng)速度、出流角度、車內(nèi)微風(fēng)速、車內(nèi)風(fēng)速場、溫度場的均勻性、車內(nèi)氣流組織狀況及客車空調(diào)通風(fēng)測試方法、測試裝置等等。從總體上來看，我國對于地鐵客車通風(fēng)空調(diào)的研究和人們對客車舒適性要求極不協(xié)調(diào)。其研究工作基本上還沒有展開，而且存在很多問題。本文利用計(jì)算流體力學(xué)軟件對

2、地鐵 A 型車通風(fēng)系統(tǒng)各個(gè)部分模型(車體模型,風(fēng)道模型,回風(fēng)腔模型)在不同工況下的溫度場和速度場進(jìn)行了數(shù)值模擬, 針對目前地鐵車廂內(nèi)氣流組織方面存在的問題，就其所涉及的送風(fēng)參數(shù)、送風(fēng)角度、風(fēng)口尺寸、位置、型式以及氣流組織等方面定性地進(jìn)行了比較分析,考察了不同截面的溫度場、速度場的分布情況，為車廂內(nèi)氣流分布的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】 均勻靜壓送風(fēng)道 氣流組織 數(shù)值模擬 CFD 標(biāo)準(zhǔn) k- e 湍流模型【Abstract

3、】【keyword】目錄：第 1 章 緒論1.1 課題的目的和意義隨著人類文明的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，在近十年空調(diào)客車的發(fā)展有目共睹，雙層客車、空調(diào)客車、地鐵車輛、磁懸浮列車。快速列車的比重大幅度提高。旅客列車正向高速化、舒適化方向發(fā)展，旅客空調(diào)列車逐年增多。客車的高速化、舒適化對客車的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)提出了更高的要求?？蛙囓噧?nèi)環(huán)境的舒適程度直接關(guān)系到旅客的旅行生活質(zhì)量。人民生活水平的不斷提高，使人們對車內(nèi)生活環(huán)境的要求也越來越高，這就要求不斷

4、提高客室的舒適性。就舒適性而言，除去車輛振動(dòng)、照明、客室內(nèi)夏季制冷和冬季采暖效果等影響因素外，客室內(nèi)的微風(fēng)速、速度場的均勻性、室內(nèi)氣流組織狀態(tài)、高速車車內(nèi)外壓力變化幅度、通風(fēng)系統(tǒng)噪聲等也是至關(guān)重要的參數(shù)，而這些參數(shù)主要取決于空調(diào)客車車輛的空調(diào)通風(fēng)。改革開放以來，我國空調(diào)客車發(fā)展迅速，初期，人們主要重視空調(diào)機(jī)組的質(zhì)量和空調(diào)效果，只滿足于空調(diào)機(jī)組能正常工作、客室內(nèi)能夠升溫和降溫。現(xiàn)在，隨著上述問題的逐步解決，人們開始重視車內(nèi)舒適性，該問題需

5、通過設(shè)置良好的客車通風(fēng)裝置來解決?？蛙嚳諝庹{(diào)節(jié)的研究己成為暖通空調(diào)專業(yè)人員的迫切任務(wù)。與普通客車相比，地鐵車輛無論是速度還是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)都有較大的區(qū)別，因此只有針對地鐵車輛的實(shí)際情況設(shè)計(jì)研制適宜的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，才能保證客車內(nèi)達(dá)到所要求的空氣參數(shù)和空氣品質(zhì)，為旅客提供舒適的旅行環(huán)境，而且目前，國內(nèi)對于空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的研究主要集中于民用建筑、工業(yè)建筑和公路空調(diào)客車，對于地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)問題的研究目前還處于初級(jí)階段，地鐵車輛空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是借鑒

6、民用建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論。因此，深入地研究地鐵車輛空調(diào)車廂內(nèi)的速度場和溫度場，創(chuàng)造舒適的乘車環(huán)境以此來降低能耗和運(yùn)行成本，不僅具有深刻的研究價(jià)值而且具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。就目前而言，國產(chǎn)地鐵車輛的空調(diào)環(huán)境卻不甚理想。我國客車通風(fēng)起步較晚，在無強(qiáng)迫通風(fēng)客車及空調(diào)客車以前?？蛙囃L(fēng)只處于自然通風(fēng)狀及車頂中央雙風(fēng)道下送式 2 種，也有少量的變截面車頂中央雙風(fēng)道下送式，有些車因結(jié)構(gòu)限制采用了地板兩側(cè)風(fēng)道下送式及地板單側(cè)誘導(dǎo)上送式。送風(fēng)口

7、的型式也多種多樣，主要是散流器和多孔板。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，采用上述通風(fēng)形式時(shí)，多數(shù)車輛的溫度均勻性不滿足規(guī)定的要求(<3℃)。設(shè)置在風(fēng)道內(nèi)的各送風(fēng)口風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，在實(shí)際調(diào)節(jié)過程中，因涉及的因素很多，很難將各送風(fēng)口的送風(fēng)量調(diào)節(jié)均勻。為解決上述問題，鐵道部四方車輛研究所于 1989 年承擔(dān)了中國鐵路機(jī)車車輛工業(yè)總公司下達(dá)的空調(diào)列車均勻送風(fēng)道及送風(fēng)口可行性研究的課題。以后又研制出靜壓送風(fēng)的條縫式均勻送風(fēng)風(fēng)道及送風(fēng)口。該風(fēng)道由中央主風(fēng)道和靜壓箱風(fēng)道

8、組成，其斷面形狀近似為矩形，在靜壓風(fēng)道的底部或側(cè)部開有縱向條縫式送風(fēng)口，該送風(fēng)形式取消了風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，風(fēng)道阻力小，利用靜壓送風(fēng)原理送風(fēng)均勻。幾年的運(yùn)行考驗(yàn)，證明該送風(fēng)形式送風(fēng)效果好，達(dá)到了均勻送風(fēng)的目的。1992 年四方機(jī)車車輛廠和長客廠在其研制的準(zhǔn)高速一等、二等車上首次采用了靜壓送風(fēng)風(fēng)道，1993 年在鐵道部科學(xué)研究院環(huán)形道上進(jìn)行了準(zhǔn)高速車的空調(diào)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明，裝有靜壓送風(fēng)風(fēng)道的客車送風(fēng)均勻，客室內(nèi)的溫度均勻性滿足規(guī)定要求。通過幾

9、年的不斷改進(jìn)、.3.2 研究現(xiàn)狀在我國，列車空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要采用集中式空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和分散式空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，但是對其的研究很不系統(tǒng)。列車的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)只是根據(jù)建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)研制，沒有系統(tǒng)考慮列車運(yùn)行特點(diǎn)和運(yùn)行工況，因此存在很多問題。同一型號(hào)列車的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)差別很大。這主要是由于列車廠家分散設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)圖紙不統(tǒng)一，各廠家選擇的空調(diào)設(shè)備也多種多樣。往往沒有認(rèn)真進(jìn)行風(fēng)道的阻力計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，致使送風(fēng)量不能滿足要求。風(fēng)量大的車內(nèi)微風(fēng)

10、速超標(biāo)，風(fēng)量小的不能滿足車內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷要求;同時(shí)車內(nèi)空氣品質(zhì)及舒適度也較差。采用一般現(xiàn)有風(fēng)道的大部分列車，因其送風(fēng)口風(fēng)量不均勻，造成客室內(nèi)溫度場不均勻，不能滿足鐵道部的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。有些新的列車的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮不周全，只重視工藝及美工設(shè)計(jì)，使空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沿程阻力較大，與空調(diào)機(jī)組匹配后，改變了空調(diào)機(jī)組的工作點(diǎn)，造成通風(fēng)量偏小，空調(diào)效果不理想。而且，迄今為止所有國產(chǎn)空調(diào)列車都沒有進(jìn)行過空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)性能實(shí)驗(yàn)，對各型列車的通

11、風(fēng)系統(tǒng)阻力、送風(fēng)均勻性及客室內(nèi)氣流組織狀況等均未進(jìn)行過系統(tǒng)的研究，因而在進(jìn)行空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)沒有可參考的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對于客車通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)噪聲研究沒有系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，對車內(nèi)的空氣品質(zhì)也沒有進(jìn)行過系統(tǒng)的考慮和研究。對于現(xiàn)有裝置在列車上的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)所出現(xiàn)的問題進(jìn)行的局部研究方面，我國科技人員取得了一些重要成果。北京航天航空大學(xué)有關(guān)學(xué)者對鐵路客車的室內(nèi)溫度場、流場、污染物濃度場進(jìn)行了數(shù)值模擬;鐵道部四方車輛研究所孫相業(yè)、王書敖等人結(jié)合我國鐵

12、路客車空調(diào)的發(fā)展，總結(jié)了我國客車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題，并針對客車送風(fēng)均勻性問題進(jìn)行了一系列研究，取得了一些重要成果;另外長沙鐵道學(xué)院學(xué)者對客車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)也進(jìn)行了一系列研究。從總體上來看，我國對于列車通風(fēng)空調(diào)的研究和人們對客車舒適性要求極不協(xié)調(diào),其研究工作基本上還沒有展開，而且存在以下一些問題:A 送風(fēng)道結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，沿程阻力大，與風(fēng)機(jī)不匹配，送風(fēng)量偏大或偏小; 各風(fēng)口調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)性能由于各種原因不能發(fā)揮作用。B 送風(fēng)口送風(fēng)量不均勻