300km/h动车组双源环状管网送风系统及水力特性的研究

摘要

300km/h动车组在原200EUD基础上去掉了司机室内的分体式空调，将客室送风道引至司机室内。使空调系统的结构发生了较大的变化：增大了机组的制冷量，将客室内的风量引入司机室内，需对司机室的送风方式及管道的布置进行设计，改变了送风口的数量，以便改善人们的乘车环境和司机的驾驶环境，给司机提供一个舒适的环境，提高司机驾驶的安全性，同时提高列车空调送风系统的设计效率。300km/h空调系统仍然采用双机组环状风道，目前在国内列车空调系统领域，双源环状结构的送风道应用较少，相关的理论基础和设计依据还比较少，为此需要针对双源环状风道的运行特性进行相关的研究，为日后的风道设计和研究提供依据。
　　 本文以300km/h动车组头车空调双机组环状送风系统和客室气流组织为例，进行了如下的研究工作：
　　 首先对此头车的送风系统和客室内的气流组织进行了CFD模拟，通过调整送风立管与下送风道连接处的面积对客室的送风量进行调节，使各送风口的送风不平衡率达到了10％以内，客室内温度场和速度场的CFD模拟结果表明温度场和速度场基本满足了室内舒适性要求。
　　 其次按照送风立管与下送风道间面积的CFD模拟结果，以1：1的比例搭建原型实验台，分别对客室送风口风量进行了测试，通过对比发现各送风口的CFD模拟值与实测值趋势一致而且较为接近，基本满足了工程的要求，可见此种通过改变模型调节风量进而指导实验的方法是可行且有效的。
　　 最后对列车双机组环状风道做了相应的调整，分别对环状风道在双机组正常运行和单机组运行工况下各送风口的送风风速进行了现场测，试测试结果验证了环状风道的送风均匀性和稳定性。

目录

文摘

英文文摘

主要符号表

第1章 绪论

1.1 研究课题的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题研究的内容

第2章 头车简介及司机室负荷计算

2.1 300Km/h动车组头车概述

2.2 司机室负荷计算

2.2.1 通过墙壁进入司机室的热量Q1

2.2.2 通过玻璃窗传人司机室的热量Q2

2.2.3 换气热Q3

2.2.4 操作热Q4

第3章 空调送风系统及客室内气流组织的CFD模拟

3.1 数学模型的建立

3.2 物理模型的建立

3.3 模型网格的划分

3.4 CFD模拟结果及分析

3.4.1 二位侧送风立管的仿真及结果分析

3.4.2 一位侧送风立管的仿真及结果分析

3.4.3 客室内气流组织的CFD模拟结果及分析

3.5 本章小结

第4章 空调送风系统及客室内气流组织实验研究

4.1 试验目的

4.2 实验台的建设

4.3 测试物理量及测试仪器介绍

4.4 实验测试

4.4.1 测试工况

4.4.2 测点布置

4.4.3 调试前各立管的风量（阶段1）

4.4.4 调试后各管道的风量（阶段2）

4.4.5 实验与仿真结果对比

4.4.6 客室内气流组织测试（阶段3）

4.5 本章小结

第5章 双源环状管网水力稳定性的实验研究

5.1 环状管网的理论基础

5.2 双源环状送风道实验测试

5.2.1 测试概况

5.2.2 测试数据分析

5.3 本章小结

结论与展望

附录表

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢