三维地铁隧道土壤温度预测模型

为了合理预测土壤温度变化,确定地铁环控系统冷热负荷,在考虑气固耦合传热、地下水渗流以及双洞温度场叠加等因素的基础上,提出了三维地铁隧道土壤温度预测模型.利用有限差分法对该模型进行数值离散,并采用Fortran语言编写求解程序.为了使网格划分方便,计算域采用适体坐标系、地下水运动方程以及传热方程在两套网格上进行离散差分,从而避开了适体坐标中插值的困难.利用建立的数值模型对假定条件下地铁土壤温度进行求解,分析了各种因素对土壤温度分布以及土壤吸热量变化的影响.实验结果表明,地下水热迁移以及双洞叠加效应对土壤温度均有较大影响,在地铁环控设计中应该考虑土壤蓄热作用.

相变吊顶与隧道空气耦合传热模拟分析

在地铁隧道区间构建了相变吊顶,相变材料选择水合盐晶体CaCl27.6H2O.将列车在运行中的散热简化成移动发热物体等热流散热过程,建立列车在区间内运动三维物理模型,模拟了短时间内构建相变吊顶区间温度场变化.建立了相变材料与区间空气温度耦合传热模型,并求解.其求解结果与三维模型模拟结果对比,验证了耦合模型有效性.采用耦合模型对长时间作用下相变材料吸热量以及隧道区间温度进行预测,结果显示,在模拟工况条件下相变吊顶可吸收56.9%列车散发的热量.

圆形腔体内热杆件轴向同心移动湍流换热模拟

提出利用稳态方程求解长杆状发热物体在圆形腔体内做轴向运动时产生湍流对流和传热问题,可以节约计算成本.对3种工况进行了数值模拟,得到整个计算域的流场与温度场.模拟的结果与经典经验公式基本吻合.对比了3种工况条件下发热物体壁面局部努塞尔数、壁面局部温度以及发热物体前后端附近空气的温度分布,发现当圆环流与物体移动逆向时有强化散热作用,而当圆环流与物体移动同向时散热效果变差.

帘幕在地铁隧道应用的节能分析

利用列车的活塞效应,将隧道内的空气通过活塞竖井与外界交换(当室外温度低于隧道温度),是一项有效利用自然能源的节能措施。分析当前地铁隧道中活塞竖井通风不足的原因,提出在地铁隧道区间设置帘幕提高活塞效应的构想。为了验证帘幕对风井通风量的影响效果,利用CFD技术模拟典型工况条件下帘幕安装前后活塞风速度及流量差异,并将没有设置帘幕的模拟结果与实测数据做了对比。对设置帘幕后典型隧道模拟结果表明,列车以12.5 m/s匀速运行时,活塞竖井进风量和排出风量是帘幕设置前的2.49与7.74倍。在模拟工况条件下,仅靠活塞作用基本可以满足规范对隧道区间的温度要求,而无需再利用机械通风或空调等手段冷却隧道。

高频热扰对地铁隧道土壤温度的影响

在考虑地铁区间内空气与周围土壤耦合换热的基础上建立地铁土壤温度预测模型。利用有限差分法对该模型进行数值求解,并将针对特定问题的求解结果与解析解进行了对比验证。将由列车运营带来的高频热扰简化成3种不同形式,利用土壤温度预测模型求出相应的土壤温度响应。模拟的结果发现高频热扰对区间空气以及壁面会带来明显的温度波动,但是对土壤内部的温度分布影响有限。

隧道列车活塞风解析方法新探

目前在工程实践中需要一种简单而又准确的活塞流计算方法。本文分析了隧道列车活塞风特性,在隧道流体场中引入了宏观动量守恒定律,建立了一种新型非恒定流活塞风一维解析方程,修正了常规一维解析方程物理意义不明确的缺陷。利用常规方法和新型方法分别对同一个工况进行求解,并将所得结果与实测值进行对比。结果表明新型活塞风解析方法具有较高的精度。

温度突变环境下人体平均温度变化及热感觉预测

分析了利用Gagge教授“两节点模型”求解人体平均温度的方法,然后根据人体与环境间热交换的平衡建立了一个简单的人体温度调节模型——“一节点模型”,避免了求解人体平均温度时所需要的复杂计算,该模型不但减少了计算求解的工作量,而且结果与“两节点模型”间有着很好的一致性;作为实际应用,利用该模型制作了温度突变环境下人体温度求解表格及曲线,总结了在该环境下人体温度变化规律,从而找到了热感觉指标TSENS在温度突变环境下的实用途径。

从稳态到动态的空气调节

分析传统空调所提供的稳态参数微气候环境不一定能达到人的舒适和健康的要求,提出符合人本身生理习惯的空调送风方式应该是动态空气调节。认为个人可调节和适宜的环境渐变能同时保证舒适和健康两方面需要。

地铁屏蔽门环控系统制冷机组能耗计算及选型比较

通过对屏蔽门地铁车站公共区环控系统负荷的分析,利用能耗模拟软件EnergyPlus,对上海典型地铁站进行建模,计算其全年空调负荷,模拟计算结果与设计值相比较接近。同时根据EnergyPlus中的制冷机组EIR模型,对机组能耗进行分析,通过对两种选型方案的全年能耗比较,提出根据系统全年负荷特性选择机组组合将形成良好的节能效果。

地铁车站过渡季节环控测试研究

通过对过渡季节地铁车站站厅、站台公共区域进行环控测试,分析比较屏蔽门系统与非屏蔽门系统在过渡季节各自运行的特点,针对2种系统对各自的降温潜力进行研究,对站厅、站台风量分配特性进行分析,并提出对现有运行策略进行完善的建议,为地铁环控系统研究积累了数据,并为今后地铁车站的环控系统高效节能运行提供一定的理论依据。

动态环境下热舒适问题的探讨

探讨了常规空调提供的稳态环境所带来的一些问题 ,认为合适的动态环境更加能够满足人们的舒适和健康。对动态环境下人体与环境热交换进行了初步分析 ,从而得出人体蓄热是影响动态热环境下舒适感的重要因素。

一种新型均匀送风管道在地铁环控系统中的应用

提出一种新型的均匀送风管道,该装置利用了全压送风原理,提高了送风均匀性,同时降低输运能耗。利用CFD技术对风管内部流场进行全尺度三维数值模拟,对新型装置内气流、压力分布特征进行深入分析,并根据模拟结果对新型装置进行优化设计。

大连夏季凉亭下热环境特征与人体热反应研究

稳态的空调环境由于削弱了人体的热适应能力从而影响了人的身体健康,同时单调的稳态环境使人产生了乏味、厌倦的心理.动态送风强调人的热适应能力,认为合理的动态环境不仅可以满足人体的热舒适需要,更能满足人体健康要求,仿自然的送风方式才是最佳的动态送风方式.本文对大连夏季室外凉亭下的环境特征和人的热舒适性做了主观问卷调查研究,通过对428个有效样本的研究与分析,回归得到了人体热舒适投票值TCV与人体平均温度和周围空气温度之间的关系式,在满足该式的条件下,人体平均温度在35.7～36.5℃之间,空气温度在25.5～30.4℃之间变化,且空气相对湿度保持在40%～60%,风速在0～1.5 m/s之间波动,人体都可以达到热舒适状态,并发现人们在室外自然环境下往往感觉吹风不足,这点正好与传统空调中人们易产生吹风感的抱怨相反,从而为适当提高送风速度与温度,节约空调能耗奠定了基础.

人体蓄热与热适应能力对热舒适性的影响

将稳态环境和动态环境下人体与环境热交换进行了对比分析,探讨了人体蓄热与热适应能力对热舒适性的影响,得出人体蓄热是影响动态热环境下人体舒适感的重要因素,提出模拟自然状态气候变化的动态调节是空调发展的方向。

艺术教学楼内区琴房通风系统方案比较与应用研究

介绍了辽宁科技大学艺术系部分琴房的通风系统设计,针对房间的使用功能要求、综合技术经济两方面因素,比较几种方案最终确定了系统形式。根据有关理论要求进行了通风量的计算,合理地进行了管路的布置,使系统在运行过程中的能耗和噪声都得到了有效的控制。