青藏線空調(diào)列車室內(nèi)環(huán)境及空氣質(zhì)量研究.pdf

1、青藏線“高海拔、低氣壓、晝夜溫差大、高太陽輻射”的氣候特征決定了運營在青藏線上的空調(diào)列車室內(nèi)熱環(huán)境和空氣品質(zhì)與運營在平原地區(qū)的空調(diào)列車有很大差別。研究青藏線空調(diào)列車室內(nèi)舒適性、空氣質(zhì)量以及熱環(huán)境對于探尋空調(diào)運行模式、確保乘客的身心健康、節(jié)能降耗具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。論文主要內(nèi)容包括:
　　1.利用非穩(wěn)定傳熱理論對車室內(nèi)外的熱傳遞過程進行了分析
　　考慮青藏鐵路沿線特殊的氣候條件及運行列車車體圍護結(jié)構的熱惰性,在獲得了

2、不同時段列車表面所吸收太陽輻射量的同時,利用非穩(wěn)定傳熱理論編程計算了列車運行中車內(nèi)外相關參數(shù)及車體圍護結(jié)構的傳熱量。
　　2.利用 FLUENT軟件對不同室外環(huán)境參數(shù)及送風條件下的室內(nèi)流場、溫度場、污染物(CO2)濃度場進行了數(shù)值模擬。
　　車室內(nèi)、外的熱傳遞過程是一個典型的耦合傳熱過程,主要包括了“車室內(nèi)空氣與車體內(nèi)壁的對流換熱、車體圍護結(jié)構的導熱以及車體外壁與車外空氣之間的對流換熱”三個過程。車室內(nèi)乘客的散熱量平均分配在

3、座椅表面,不考慮室內(nèi)各固體表面間的輻射換熱。室外氣象參數(shù)采用站點所在地典型氣象年空調(diào)室外設計參數(shù)。
　　詳盡論述了數(shù)值求解湍流k-ε模型的基本原理、求解方法等基礎理論。以計算流體力學和傳熱學為基礎,建立了25T型空調(diào)硬座車車頂孔板送風、車門回風的氣流組織的物理及數(shù)學模型。引入一定的假設條件,運用湍流k-ε模型對車室內(nèi)流場、溫度場以及污染物濃度場進行了三維數(shù)值模擬,獲得了沿線不同位置時車外環(huán)境參數(shù)對車內(nèi)各參數(shù)的影響特征,主要包括:車

4、外空氣溫度對車內(nèi)溫度場、流場、濃度場的影響;送風溫度及送風速度與車內(nèi)溫度場、流場、濃度場的關聯(lián)性研究;不同站點時車內(nèi)流場、溫度場、污染物濃度場的對比分析。研究結(jié)果表明:在青藏線這樣的高海拔地區(qū)運行的列車,不同時段太陽輻射對車內(nèi)流場結(jié)構、溫度場分布以及污染物的遷移特性的影響差異很大。對于夏季運行在格拉(格爾木—拉薩)段上的T265次列車,要使得計算所得到的車內(nèi)氣流速度、溫度均勻性、污染物的稀釋效果以及氧濃度(制氧機工況不變時)均符合室內(nèi)空

5、氣質(zhì)量標準(GB/T18883-2002)要求,并保證車內(nèi)的熱舒適性,在經(jīng)過五道梁、沱沱河和安多地區(qū)時,應采取1m/s的送風速度和21℃的送風溫度這一組合;在經(jīng)過那曲和當雄地區(qū)時,應采取1m/s的送風速度和20℃的送風溫度這一組合;在經(jīng)過拉薩地區(qū)時,應采取1m/s的送風速度和23℃的送風溫度這一組合。各工況計算得到的較為一致的結(jié)論是:在過道處空氣質(zhì)量較好,而在乘客頭部和靠近車門附近污染物濃度較大,局部區(qū)域已超過了車內(nèi)空氣質(zhì)量要求的上限值