低真空隧道列车车厢内部火灾温度分布特征

为解决低真空隧道内高速列车运营时,火灾突发事件中出现的危险性、列车结构的完整性及人员安全等问题,以低真空隧道内的高速列车车厢为研究对象,首先用数值模拟的方法,探究着火车厢内部发生火灾后的温度衰减特征;然后分析相邻车厢内部的温度分布情况;最后研究着火车厢内部最大温度的分布特征。结果表明:着火车厢及相邻车厢顶棚处沿着纵向的温度呈指数形式衰减;相邻车厢内,功率对温度衰减影响较大,即:低火源功率(0.3~0.6 MW)下,高温烟气蔓延相对较弱,相邻车厢内乘客相对安全;中火源功率(0.7~1.1 MW)下,高温烟气蔓延显著,由于受到车厢壁面以及车门的影响出现温度突变点;高火源功率(1.2~1.5 MW)下,热羽流强度较高,高温烟气蔓延受车厢壁面以及车门的影响相对较小,在车厢连接部分与相邻车厢内的高温蔓延趋势基本一致。车厢内的最大温度与火源功率及火源至顶棚的距离有关,并存在线性关系。

低真空环境对硬化水泥浆体力学性能的影响

为研究低真空环境对硬化水泥浆体力学性能的影响,对低真空和室内大气环境下暴露的成熟水泥净浆试件(82 d和128 d龄期)进行了力学性能测试,并借助X射线衍射仪(XRD)和压汞仪(MIP)对水泥浆体的物相组成和孔结构进行了表征。结果表明:短期低真空暴露会促进成熟试件抗压强度的提升,但长期低真空暴露对试件强度的维持和发展是不利的。低真空环境基本不会改变硬化水泥浆体的物相种类,且低真空暴露后成熟试件的C-S-H凝胶含量与强度之间不存在明显的相关性。此外,与室内大气环境相比,成熟试件在低真空暴露28 d后最可几孔径和总孔隙率明显较小,而在低真空暴露168 d后最可几孔径和总孔隙率较大,这与成熟试件的强度发展规律具有良好的对应关系。

低真空隧道列车车厢内部火灾乘客疏散方案

为探究真空管道运输系统内列车火灾的人员疏散问题及烟气蔓延规律,运用火灾模拟软件(FDS)及人员仿真疏散软件Pathfinder,以低真空隧道内由5节车厢构成的高速列车车厢火灾时乘客疏散为研究对象,综合比较10种疏散方案中疏散时间、烟气蔓延程度及CO体积分数,得到乘客最佳疏散方案,并设计救援车对接高速列车车门的辅助疏散方式。结果表明:当着火车厢的乘客疏散至相邻车厢时,乘客的最佳疏散方式为靠近门口的2排乘客与靠近火源的1排乘客同时离开,随后按照与火源的距离由近到远逐排撤离。若采用救援车辅助疏散,当火灾发生在车厢1、车厢2或车厢3时,救援车到达后完成全车乘客疏散的总用时分别为533、586和376 s;车厢1发生火灾时,门1的利用时间为200 s;车厢2发生火灾时,门1的利用时间为145 s;当车厢3发生火灾时,2个门的利用率较为均衡。因此,在实际疏散时,可以采用语音播报的形式引导乘客充分利用好2个车门,以节约疏散时间。

超高速低真空磁浮交通试验基地总平面布置研究

超高速低真空磁浮交通作为一种颠覆性的交通制式,将会在一定程度上改变人类生产和生活方式,成为引领世界交通技术发展的标志性抓手。但同时它也是一项超大型的复杂系统工程,在真正落地前,需要进行反复的工程验证试验。国内目前建成的仅用于仿真模拟的缩比试验线,还远达不到系统性工程验证试验的目的。在此背景下,需要建设功能丰富、配套齐全的专用试验基地来满足超高速低真空磁浮交通系统总体方案及关键技术的试验需求。以山西省大同市阳高县超高速低真空磁浮交通试验基地建设为例,首先论述试验基地的总体概况、不同时期的功能定位;然后根据试验需求确定试验流程,围绕试验流程进一步确定了试验基地的构成;随后进行试验基地总平面布置原则和重难点分析,提出试验基地总平面布置时对房屋、道路、试验线及综合管线等方面的具体技术要求。结合以上控制因素,通过总平面布置方案比选,形成节约投资、用地集中、紧贴试验需求的总平面布置方案,最后对试验基地总平面设计的核心及关键、需要注意的问题及今后的发展研究方向做出了建议与展望。

低真空管道磁浮列车交会激波流场特性分析

为了解决管道列车高速运行时产生的激波等气动效应问题,通过建立三维仿真模型,针对不同阻塞比、线间距和列车外形,基于DES湍流模型,开展非稳态数值模拟研究,分析列车在低真空管道内交会时的激波流场结构、管道壁面压力、列车表面压力。研究结果表明:随阻塞比的增大,列车前端壅塞长度增加,且正压区域压力增大,激波反射更加剧烈,尾流激波反射强度增大,激波串长度加长;阻塞比增大有助于增大激波和膨胀波的入射角,从而增大激波和膨胀波的反射次数。随线间距的增大,管道内压力波动幅度相对增大,但改变线间距对管道内激波流场结构、管道壁面压力、列车表面压力的影响不大。列车头部压力和尾部激波强度与流线型长度存在一定的关系,随着列车流线型长度的增加,列车前端壅塞长度缩短,车头前端高压区壅塞强度和车尾末端尾流区域激波反射强度均减小。

低真空管道磁浮系统环境测试与数据处理

针对低真空管道磁浮交通运输系统搭建了数据采集系统,采用了GPS信号授时与IEEE1588以太网时钟同步的方式实现了分布式数据采集系统的时钟同步网络;对系统的多传感器进行了低真空和电磁场环境的影响测试,发现低真空环境下激光位移传感器产生了测量值减小的现象;同时以激光位移传感器为例,对比低真空环境下不同数据降噪方法对添加了不同信噪比的高斯噪声进行滤波处理,得出了不同信噪比下不同降噪方法的处理效果,以此为依据在工程实际情况选出最合适的降噪方法来得到更好的降噪效果;最后采用了基于不同降噪方法差值的数据异常值处理方法,与普通的区间估计异常值处理方法对比,从跳点去除效果和总去除个数证明了基于小波降噪的差值处理法对异常值处理的有效性,满足了实际工程的需要。

低真空隧道管片接缝密封垫气密性试验及力学模型

管片式衬砌结构作为构建列车低真空运行环境的一种合理方案,其接缝处的气密性是需要解决的关键问题之一。针对该问题,设计一套测试垫片-垫片槽气密性能的试验装置,提出一种评估垫片-垫片槽气密失效行为的力学模型,以实际工程垫片-垫片槽为研究对象,分析其气密性以及失效机理。研究结果表明,力学模型结果与试验结果相吻合,验证了力学模型可行性和合理性;利用力学模型中接触压力路径,可以直观解释接缝垫片密封失效机理;环向接缝垫片密封能力与初始接触压力、气密性系数、垫片等效泊松比呈正相关;纵向接缝垫片密封能力与气密性系数、垫片等效泊松比和隧道外径呈正相关性,而与垫片宽度呈负相关;初始接触压力越大,垫片密封能力越强,但密封安全储备越弱;同等条件下,纵向接缝垫片密封能力明显优于环向接缝。

低真空管道高速磁浮交通无线通信系统性能评估方法研究

由于受列车高速移动引入的多普勒频谱扩展影响较小,基于泄漏电缆架构的无线通信技术在管道或隧道场景内的高铁移动通信中得到广泛应用。考虑到多普勒频移和电波传播损耗随着载波频率的降低而减小,采用700 MHz标准频段的5G系统被认为是实现低真空管道高速磁浮交通中无线通信的关键途径。面向该通信场景,基于几何单跳多输入多输出泄漏电缆信道模型,分析和对比高速移动场景下视距、非视距的多普勒频谱特征。在此基础上,基于5G标准帧结构,采用一种低复杂度的最小均方误差时域信道估计方法,评估信道估计的归一化均方误差性能,并仿真对比相应系统的频谱效率和误块率性能。仿真结果表明,基于泄漏电缆的700 MHz频段5G系统能够支撑最高速度达1000 km/h的低真空管道高速磁浮交通无线通信应用。

实验室低真空−冷却水循环系统的研制

结合低真空和冷却水装置的特点及存在的问题,研制了一种低真空−冷却水循环系统。通过合理的安装排布和巧妙的设备选型,仅通过一个流体输送设备,采用基于伯努利方程原理的真空瓶,实现了低真空和冷却水循环双重功能,提高了设备性能,降低了设备使用成本(约40%)和占用面积,有效增加了基础实验室操作安全性,从根源上降低了设备使用风险;利用水循环系统,达到了节能减排的目的。

生物质机组低真空循环水供热系统设计

阐述了低真空循环水供热的基本原理,并结合某生物质发电机组项目设计,对低真空供热的设计进行了分析,指出系统在设计应用和运行管理等方面的注意事项。采用低真空供热能够提高全厂热效率,充分利用能源,同时增加企业经济效益。

低真空管道磁悬浮试验园区通信方案研究

低真空管道超高速磁悬浮列车具备高速、低能耗、低污染等特点,其应用将推动“超级城市群”的资源优化配置,提高人员及货物流动性,加速经济发展,实现清洁低碳、高效快速出行的新型交通运输方式。在试验线建设过程中,通信设计应满足试验园区智能化、数字化的统一管理需求,为园区提供安全防护、系统互通互联、实时监控等服务。本项目在试验控制中心设立数据中心,为园区各系统提供统一调度平台。

汽轮机低真空供热技术改造及应用

根据汽轮机低真空循环水供热原理，对济钢14MW烧结机余热汽轮机组进行低真空循环水供热改造，回收汽轮机循环水余热用于供暖，实现能源的梯级利用，增加了热电厂的供热能力，明显提高电厂能源的综合利用效率，具有显著的节能和环保效益。

小型热电企业凝汽式汽轮机低真空改造技术措施和运行存在的问题

概述了目前国内小型热电企业凝汽式汽轮机低真空改造的供热原理和改造的必然性及可行性，针对当前技术存在的问题，提出了改造技术措施和运行存在的问题。

低真空管道高速磁悬浮系统技术发展研究

轮轨式是目前轨道交通技术体系的主流,但由于空气阻力、轮轨黏着、运行噪声等问题的限制,在现有的技术水平下,难以经济地实现运营速度大幅度提高。为满足更高经济运行速度的需求,在利用磁悬浮技术减少轮轨摩擦、振动的基础上,构建低真空运行环境以减小空气阻力和噪声是未来更高速度轨道交通技术发展的重要方向。本文阐述了发展低真空管道高速磁悬浮系统的意义,研究了其技术特点、发展现状,分析了低真空管道高速磁悬浮系统的科学问题和关键技术,并提出了在国家层面立项研究、建设试验线和国家级实验室的政策建议。

低真空压力下横掠圆柱体强制对流传热特性的实验研究

为了研究低真空状态下空气横掠圆柱体强制对流传热特性,搭建了速度、压力可控的变密度风洞实验台和数据采集系统,得出了压力变化对气体传热特性的影响规律。实验研究表明:气体横掠圆柱体强制对流传热随压力降低而衰减,压力越低,传热衰减越快;压力恒定时,传热随Re减小而减弱;气体流态属于连续流或滑移流时,压力变化对传热影响很小,可直接采用传统经验关联式计算,推荐Hilpert关联式;气体流态属于过渡流或自由分子流时,压力变化对传热影响很大,传统经验关联式已不再适用,需要修正。本实验不确定度小于4.5%,实验数据可靠,为工程实际应用提供了实验基础。

低真空环境下四极杆质量分析器灵敏度仿真研究

为了实现低真空环境下质谱仪的质量分析,提出了利用Langevin碰撞理论模拟低真空环境下离子运动轨迹的方法,该方法可以更准确地反映离子的运动状态。针对四极杆质量分析器,在COMSOL Multiphysics中搭建了适用于低真空环境的离子运动仿真平台。利用该平台仿真得到了低真空条件下,背景气体压强、离子质荷比、背景气体质量、离子初始能量、四极杆半径以及温度对四极杆质谱仪灵敏度的影响。仿真结果表明,随着压强升高,质谱仪灵敏度降低,通过改变离子操作模式,可以削弱由压强变化引起的灵敏度降低,这为低真空质谱仪的设计提供参考。

汽轮机低真空供热时轴向推力的变化特性

首先对现有的汽轮机变工况热力计算方法及变工况下级反动度解析式进行了改进。然后,利用改进的变工况热力计算方法及反动度解析式对CC12汽轮机低真空供热后的最末级反动度及整个汽轮机轴向推力进行了计算。结果表明低真空供热后,只要背压在0.05MPa以下,不会出现末级反动度和汽轮机轴向推力大于设计值的现象。实际运行结果证明了该结论的正确性。

低真空度下土工离心机产热机理试验研究

目的为1000 g以上的大型高速土工离心机提供散热方案,保证土工离心机的正常工作。方法通过试验研究和理论分析相结合的方法,研究低真空度下高速转子的产热机理,分析散热模式。结果绝对压力越高,离心室内的升温速度越快。不同真空度下(绝对压力10000、5000、3000、2000、1000 Pa),离心机驱动电机的输入功耗分别为2.17、3.79、5.17、7.66、11.56 kW。超重力高速土工离心机的产热主要由空气与高速转子的摩擦引起的第一热源,由高速旋转空气与离心舱壁面摩擦产生的第二热源,还有其他机构摩擦、空气与底部顶部摩擦产生的少量热源。结论第一热源产生的壁面热量可以通过设置冷却夹套快速带走,离心舱中心产生的第二热源的热量可以通过通入适量的冷风加以冷却,还可以通过注入冷却剂快速蒸发,利用汽化潜热进行快速冷却。

角焊缝低真空填丝电子束焊接

根据液力变矩器泵轮和上盖总成角环缝焊接的特点 ,通过试验论证提出了一种低真空填丝电子束焊接方法 ,解决了焊接质量与生产率的矛盾。本文详细讨论了束流形态、聚焦点位置、填充金属送进、电子束斑位置等主要填丝电子束焊接工艺参数对焊缝成形的影响。经试验与分析 ,提出了保证焊缝内在质量和良好外观形状的工艺措施。

不锈钢低真空加热过程去膜机理分析

在低真空条件下对供应态及800℃空气中氧化过的0Cr18Ni9不锈钢进行加热,同时对供应态不锈钢板进行熔融铜中浸泡试验.结果表明,低真空加热使不锈钢表面氧化膜结构发生变化,而这种氧化膜不能阻止熔融铜对不锈钢板的大量溶解.通过对真空钎焊不锈钢去膜机理的探讨以及热力学计算,提出低真空条件下碳能够起到还原松动氧化膜的作用;当熔融铜沿着开裂的氧化膜流动接触到不锈钢基体,在Ni原子向液态铜中优先扩散的带动下,不锈钢快速溶解并将氧化膜抬起,在表面张力作用下最终实现低真空钎焊氧化膜的彻底破除.