地铁列车活塞风的数值计算与通风节能探讨

【摘要】：现如今,地铁建设已进入快速发展的阶段,而地铁环控系统由于耗能较高越来越受到人们的重视。目前地铁环控系统主要设计成安全门系统和屏蔽门系统,但两者都存在一定的缺陷,于是本文提出了一种新型的站台门系统可以达到很好的节能效果,即在屏蔽门系统的基础上增设控制风口,冬(夏)季关闭风口,隔绝隧道内的冷(热)空气进入站内,减少了站内的热(冷)负荷,这样较安全门系统节能；而过渡季节,关闭空调系统,开启风口,让隧道内的活塞风吹入站内,带走部分负荷,同时让乘客感觉到瞬间的舒适。 本文首先利用理论知识和数值模拟对活塞风本身的特性进行研究,利用计算出来的不同列车运行速度下产生的活塞风风速作为下面整体模拟时的边界条件,利用C语言编写的UDF函数来导入,还运用一种新的舒适性指标——相对热指标计算出了南京地区地铁站内的设计温、湿度,并证明了其合理性。运用相对热指标法确定的站内设计温、湿度不仅满足舒适性要求,同时可降低空调负荷,节约初投资和运行费用。 最后提出了三种控制风口的设计方案,分别对这三种方案进行模拟计算,从通风效果和节能效果两方面来对比分析,选出最佳方案,然后对最佳方案下,列车进站时站台内速度场和温度场进行详细分析,证明了最佳方案能够满足站内人员的舒适性要求。 【关键词】：地铁环控系统 活塞风 动网格 数值模拟 相对热指标 控制风口 节能 舒适性
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U231.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 图表目录10-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 课题的研究背景12-14
• 1.2 国内外的研究现状14-17
• 1.2.1 地铁通风空调系统简介14-15
• 1.2.2 研究现状15-17
• 1.3 本课题的研究内容17-19
• 1.3.1 问题的提出17-18
• 1.3.2 研究内容18
• 1.3.3 研究方法18-19
• 1.4 本课题的创新与意义19-20
• 2 活塞风的理论分析及数值模拟20-43
• 2.1 活塞风风速的理论分析及计算20-29
• 2.1.1 活塞风简介20
• 2.1.2 活塞风风速的理论分析20-29
• 2.2 隧道内活塞风的数值模拟29-36
• 2.2.1 理论基础29-33
• 2.2.2 活塞风的模拟分析33-36
• 2.3 各种因素对活塞风风速的影响36-41
• 2.3.1 列车运行速度对活塞风风速的影响37-39
• 2.3.2 阻塞比对活塞风风速的影响39-40
• 2.3.3 列车长度对活塞风风速的影响40-41
• 2.3.4 隧道长度对活塞风风速的影响41
• 2.4 本章小结41-43
• 3 车站环境的设计标准及舒适性分析43-48
• 3.1 地铁站内的设计标准43
• 3.2 地铁舒适性指标43-45
• 3.3 地铁站内的舒适性设计45-46
• 3.4 本章小结46-48
• 4 地铁车站内的冷负荷计算48-56
• 4.1 大系统的冷负荷计算48-53
• 4.1.1 站厅和站台的维护结构传热48-49
• 4.1.2 照明及设备散热49-50
• 4.1.3 人员负荷50-51
• 4.1.4 出入口空气渗透负荷51-52
• 4.1.5 屏蔽门漏风负荷52
• 4.1.6 新风负荷52-53
• 4.1.7 冷负荷计算汇总53
• 4.2 隧道区间的散热53-55
• 4.2.1 列车制动时的散热负荷53-54
• 4.2.2 列车内空调冷凝器的散热负荷54
• 4.2.3 活塞风带来的负荷54-55
• 4.3 本章小结55-56
• 5 活塞风对站台环境影响的数值模拟56-72
• 5.1 数学模型建立56-57
• 5.2 边界条件设置57-58
• 5.2.1 速度入口边界条件57-58
• 5.2.2 压力边界条件58
• 5.2.3 温度边界条件58
• 5.2.4 热流量边界条件58
• 5.3 节能方案设计58
• 5.4 进站过程的模拟结果及分析58-70
• 5.4.1 质量流量分析59-64
• 5.4.2 站台内的流场分析64-68
• 5.4.3 方案三站台内的场量分析68-70
• 5.5 本章小结70-72
• 6 总结与展望72-74
• 6.1 结论72-73
• 6.2 建议73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-77

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