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孔板在列车送风系统中的应用

作　者: 尹慧慧
导　师: 王刚
学　校: 青岛理工大学
专　业: 供热、供燃气、通风与空调工程
关键词: 孔板理论设计计算 CFD 模拟实验测试气流组织
分类号: U270.383
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 42次
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内容摘要

孔板送风一般应用于对区域温差和工作区风速要求严格的环境,尤其适合列车这种对均匀送风和空间有特殊要求的环境。孔板送风应用于列车送风系统中,提高了列车内环境的舒适性,并且使车内表面更加美观。孔板本来主要是作为送风末端存在的,一般都需要有单独的风量调节构件,本文将孔板同时作为风量调节构件和送风末端。本文结合理论分析、CFD 模拟和实验测试,对该系统的设计计算方法和送风特性进行了分析,以指导实际的列车送风系统设计。首先,从理论上分析了冬、夏季两种送风系统的设计计算方法,提出了风量调节方案并得出最终的理论设计方案,将设计方案应用于CFD模拟,由模拟结果与计算结果的对比发现,冬、夏季送风系统主风道内压力和风速分布均匀,送风均匀性较好,而且夏季送风系统的压降仅为33.1Pa,相比其它类型送风系统要小得多,极大地降低了风机能耗。CFD模拟和理论计算的结果反映出了相同的送风特性。然后,在多功能通风空调综合实验台上按1:1搭建了原型风道,将CFD模拟结果应用于实验,并进行了风压分布以及出风口风量的测试。结果表明,实测结果与模拟结果最大偏差不超过10%,证明了本文提出的设计计算方法的正确性,又表明可以采用CFD方法对此类送风系统进行分析。最后,对夏季孔板送风方式下的车厢内气流组织进行了CFD模拟和实验研究,并与目前动车组内常用的环状管网送风系统的车厢内气流组织进行对比分析,用不均匀系数和空气分布指标两个参数对两种方式进行评价,结果显示,孔板送风方式下的车厢内气流组织要优于后者。在原车送回风系统基础上对车厢内气流组织的优化进行探讨,提出了依靠风阀转换改变送回风形式的优化方案,对优化前后的模拟结果进行对比分析,得出优化后气流组织优于优化前的结论。本文工作可以为列车送风道的设计提供参考和依据,也可为类似的送风道提供借鉴。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题研究的背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 孔板送风的研究及应用  10-11
    1.2.2 常见的列车送风系统  11-13
  1.3 列车送风系统的研究方法  13-16
    1.3.1 CFD 模拟的应用  13-15
    1.3.2 列车送风系统的实验研究  15
    1.3.3 本课题的研究方法  15-16
  1.4 本文主要研究内容  16-17
第2章送风系统的理论计算分析  17-35
  2.1 均匀送风原理  17-18
  2.2 常规等截面均匀送风道的计算方法  18-21
  2.3 常规变截面均匀送风道的计算方法  21-23
  2.4 时速380 公里座车简介  23-26
  2.5 夏季孔板送风系统的计算  26-30
    2.5.1 风量调节方案的提出  26-27
    2.5.2 送风系统的计算  27-30
  2.6 冬季送风系统的计算  30-35
    2.6.1 风量调节方案的提出  30-31
    2.6.2 送风系统的计算  31-35
第3章空调送风系统的CFD 模拟  35-50
  3.1 送风系统模型的建立  35-38
    3.1.1 物理模型的建立  35-36
    3.1.2 假设条件  36-37
    3.1.3 控制方程  37-38
    3.1.4 边界条件的设定  38
  3.2 结果分析  38-50
    3.2.1 夏季送风系统分析  39-45
    3.2.2 冬季送风系统分析  45-50
第4章空调送风系统的实验研究  50-60
  4.1 实验台及实验仪器介绍  50-55
    4.1.1 实验台简介  50-51
    4.1.2 测试方法及测量仪器  51-55
  4.2 夏季送风系统测试分析  55-56
    4.2.1 压力测试分析  55-56
    4.2.2 送风均匀性测试分析  56
  4.3 冬季送风系统测试分析  56-60
    4.3.1 压力测试分析  56-57
    4.3.2 送风均匀性测试分析  57-60
第5章夏季孔板送风车厢内气流组织研究  60-71
  5.1 气流组织的CFD 模拟  60-63
    5.1.1 物理模型的建立  60-61
    5.1.2 边界条件  61
    5.1.3 CFD 模拟结果及分析  61-63
  5.2 气流组织的实验测试  63-65
  5.3 气流组织评价方法  65-66
  5.4 气流组织对比分析  66-67
  5.5 对车厢内气流组织优化的探讨  67-71
    5.5.1 优化后CFD 模拟结果及分析  68-69
    5.5.2 与优化前气流组织的对比分析  69-71
结论与展望  71-73
参考文献  73-77
攻读学位期间发表的学术论文  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-82

孔板在列车送风系统中的应用

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