高速列车横向冷凝进排风道的气动性能研究

摘要

随着列车运营速度的越来越快，列车表面的气动性能发生了较大变化，势必影响到列车表面进排风口的性能。尤其当列车的采用横向冷凝进排风道时，进排风道内外气动性能发生较大改变，导致列车空调冷凝器的冷凝风量发生较大的降低，冷凝温度过高，使空调系统不能正常运行，甚至经常出现停机现象。因此，只有针对提速后高速列车的实际情况，调整改造空调系统进行，才能使空调装置的性能得到更好的发挥，给旅客提供舒适的旅行环境。既有的高速列车的空调风口设计大多避免采用横向设计，从而绕过这个问题，而列车运行时风口不可能总是处在正压区域。所以还需要对横向冷凝风道进行专门的气动性能研究。
　　本文基于三维、定常、不可压缩N-S方程以及k-ε两方程湍流模型，利用CFD软件FLUENT，对各个工况下列车横向冷凝风道气动性能以及风口流场进行了数值模拟。分析了横向冷凝风道在各个工况下压力场、流场的随车速的变化情况，以及涡流的变化情况。并对比了各个工况同一速度下的变化情况，掌握其变化规律。同时还分析了风机的压强流量性能曲线的特性对冷凝风量随车速变化关系的影响。
　　然后本文进行了实车测试，测试了列车运行时冷凝风量随车车速的变化关系，以及对冷凝风道进排风口改装后各个工况的冷凝风量随车速的变化关系。进一步验证了数值模拟计算的结果，从而为如何优化横向冷凝进排风提供了理论依据，弥补了关于横向进排风研究不足。