新型铁路冷藏集装箱风道设计与温度场分析

摘要

目的对新型铁路冷藏集装箱的风道进行优化设计,并考察其使用效果。方法运用CFD技术,构建新型铁路冷藏集装箱模型,并对不同风道长度条件下的车内温度场、气流场进行分析。对试验样车进行实际对比测试,以验证设计和运用效果。结果对于大空间、长跨度的车体,适当加长送风道能有效改善车箱内部气流组织状况。与短风道(风道长度为车箱长度的1/4)相比,采用长风道(风道长度为车箱长度的2/3)时,速度不均匀系数减少了37.5%,温度不均匀系数减少了27.3%。在此基础上进一步展开分析后确定,对于40英尺(1英尺=0.3048 m)冷藏集装箱而言,当风道长度为9.5 m时,车内温度场分布效果最优,速度不均匀系数为0.511,温度不均匀系数为0.0008,不同位置间的最大温差为1.1℃左右;不同时刻间,各截面的平均温度在0.3℃以内波动,满足冷藏运输装备的设计运行要求。试验表明,所建仿真模型可较好地反映实际的运输状况,实测温度与模拟温度的最大差值在0.8℃以内,总体偏差合理。通过模型可直观地分析车箱温度的分布情况,为研究提供了便利。结论适当加长送风道能有效改善车箱内部气流组织状况;对于新型40英尺铁路冷藏集装箱而言,当风道长度为9.5 m时,车内气流组织效果最优。