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岛式站台通风节能性研究

作　者: 周鹏
导　师: 杨昭
学　校: 天津大学
专　业: 制冷与低温工程
关键词: 地铁活塞风屏蔽门节能数值模拟通风系统
分类号: U231.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 66次
引　用: 2次
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内容摘要

我国地铁已经进入了一个快速发展的时期,我国城市轨道交通的建设总规模还会扩大,发展前景宏大,建设市场广阔。城市轨道交通是一个用电大户,空调节设备的用电占整个地铁运营用电量的40%,因此对地铁的节能性方面的研究便显得非常重要。现存的闭式系统和屏蔽门系统各有优缺点,于是本文提出了可在屏蔽门系统和闭式系统间进行转换的一种系统。运用温频法对地铁通风负荷计算,分别得到了过渡季节和冬季大系统及隧道的通风能耗。并对地铁屏蔽门结构进行了研究,提出了三种具体的开口方案,以利用活塞风。采用CFD软件分别对三种方案进行了模拟计算。文中对站台建立了比较贴近实际情况的模型,根据流体力学基本方程,推导出活塞风速与列车和隧道的参数的关系式,并根据关系式分别推导出进站过程和出站过程非稳态的活塞风速边界条件,并用C语言进行程序编制。分别分析了三种方案的进站过程和出站过程,通过分析各个通风口的通风效果,每种方案具体的对站台、站厅和隧道的节能效果,通过比较分析,证明了方案三是比较理想的方案。对第三种方案的流场进行分析,以验证方案三能否满足乘客的舒适性要求。通过研究方案三的进站和出站过程的速度场和温度场,证明了方案三是能够满足乘客的舒适性要求的。本文从理论上证明了对屏蔽门改造后能够节省大量的通风能耗。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 课题研究背景  8-10
    1.1.1 国外地铁发展与现状  8-9
    1.1.2 国内地铁发展与现状  9-10
    1.1.3 研究地铁环控系统的重要性  10
  1.2 地铁环控系统的分类及组成  10-12
    1.2.1 环控系统分类  10-11
    1.2.2 通风空调的组成  11-12
  1.3 课题的提出及意义  12-13
  1.4 地铁环控系统研究现状  13-14
    1.4.1 试验法  13-14
    1.4.2 现场测试法  14
    1.4.3 数值模拟法  14
  1.5 本文的研究方法及内容  14-15
    1.5.1 研究方法  14-15
    1.5.2 研究内容  15
  1.6 本章小结  15-16
第二章活塞风速理论分析及计算  16-22
  2.1 活塞风模型简化及控制方程  16-18
    2.1.1 活塞风模型简化  16-17
    2.1.2 流体力学的基本方程  17-18
  2.2 活塞风风速计算  18-21
    2.2.1 列车在无活塞风井隧道运行时活塞风速  19
    2.2.2 列车在有活塞风井的隧道中运行时进站的风速  19-20
    2.2.3 列车在有活塞风井的隧道中运行时出站的风速  20-21
  2.3 本章小结  21-22
第三章地铁环控负荷计算  22-27
  3.1 地铁隧道产热量分析  22-23
    3.1.1 列车运行产热分析  22-23
    3.1.2 列车内人体散热量  23
    3.1.3 隧道内照明散热量  23
    3.1.4 接触网散热  23
    3.1.5 维护结构土壤传热  23
  3.2 地铁大系统及隧道通风系统简介  23-24
    3.2.1 站台、站厅大系统  23-24
    3.2.2 隧道通风系统简介  24
  3.3 过渡季节地铁通风能耗分析  24-26
    3.3.1 站台、站厅大系统通风负荷分析  24-25
    3.3.2 隧道通风负荷分析  25-26
  3.4 冬季地铁通风能耗分析  26
    3.4.1 站台、站厅大系统通风负荷分析  26
    3.4.2 隧道通风负荷分析  26
  3.5 本章小结  26-27
第四章地铁站台模型  27-34
  4.1 屏蔽门开口位置确定  27-28
    4.1.1 屏蔽门结构  27-28
    4.1.2 屏蔽门开口位置确定  28
  4.2 CFD模拟方法  28-30
  4.3 物理模型建立  30-31
  4.4 边界条件  31-33
    4.4.1 进站时隧道入口边界条件  31-32
    4.4.2 出站时隧道出口边界条件  32
    4.4.3 排热风机边界条件设定  32-33
    4.4.4 热边界条件  33
  4.5 本章小结  33-34
第五章模拟结果分析  34-57
  5.1 进站过程模拟结果分析  34-43
    5.1.1 隧道口流量分析  34-35
    5.1.2 站台进出站口风量分析  35
    5.1.3 站台端门风量分析  35-36
    5.1.4 屏蔽门上部开口风量分析  36-40
    5.1.5 屏蔽门底部开口流量分析  40-43
    5.1.6 进站过程各通风口进出站风量汇总  43
  5.2 出站过程模拟结果分析  43-50
    5.2.1 隧道口流量分析  43-44
    5.2.2 站台进出站口风量分析  44-45
    5.2.3 端门风量分析  45
    5.2.4 屏蔽门上部开口风量分析  45-48
    5.2.5 屏蔽门底部开口流量分析  48-50
    5.2.6 出站过程各通风口进出站台风量汇总  50
  5.3 节能效果分析  50-52
    5.3.1 站台通风效果分析  50-51
    5.3.2 站厅通风效果分析  51-52
    5.3.3 隧道通风效果分析  52
  5.4 流场分析  52-56
    5.4.1 进站过程流场分析  52-54
    5.4.2 出站过程流场分析  54-56
  5.5 本章小结  56-57
第六章结论与建议  57-59
  6.1 总结  57
  6.2 本文主要创新  57-58
  6.3 后续工作的建议  58-59
参考文献  59-61
发表论文和参加科研情况说明  61-62
致谢  62

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