高速空调列车内气流组织的大涡模拟

高速空调列车车厢内气流的温度场和速度场研究是空调列车内气流组织设计的重要基础,也是空调车内舒适环境评价的依据。考虑到高速列车车厢内复杂的几何结构、数值模拟的边界条件以及空气流场的湍流特性,本文采用湍流大涡模拟方法对高速列车车厢内空气流动与热质传递过程建立了数学模型,采用有限容积法进行区域离散,应用均匀六面体网格划分车厢,并在同位网格的基础上采用SIMPLEX算法,考虑车内座椅、行李架等障碍物以及车体各壁面辐射、车窗热流、乘客散热和高速列车运行特性等因素的影响,对高速列车车厢内空气流场和温度场进行数值模拟。其结果对高速列车的空调效果及车内舒适环境的优化提供了依据。

高速列车热泵技术研究

目前高速列车空调大多为单冷机型。为了满足冬季制热需求,本文设计了新型高能效比高速列车热泵空调:机组为双独立循环系统,蒸发器交叉布置,设计优化了冷凝器结构参数;采用自制卧式补气增焓压缩机,通过优化管路布置使得热泵机组制热和制冷时均使用补气增焓,名义制冷能效提高约20%,低温工况下大幅度提高制热能力;热泵机组采用大中间流量四通阀逆向除霜,一系统高频制热的同时另一系统相对低频除霜,解决了除霜期间向列车舱内吹冷风及化霜速率慢的问题,为高速列车变频热泵空调国产化提供推动力。

高速空调客车车内粉尘分布特性的数值模拟

应用计算流体力学的数值方法和离散相模型模拟(DPM)的方法,仿真分析了高速空调列车在运行时滤网对头车内粉尘分布的影响,得出了客室内粉尘分布情况及加装不同参数的滤网后车内粉尘分布的变化情况。计算结果表明:车内粉尘的分布受紊流强度的影响,粉尘在空调送风口及废排风口等紊流强度较大的区域分布较均匀,而在座位下方和车厢边角处等紊流强度小的区域产生堆积;粉尘平均浓度随时间不断增大,900s后逐渐趋于平缓,加装滤网后使浓度显著下降;采取筛分粒径在粉尘分布质量中位径附近的滤网过滤能取得相对较好的过滤效果;其结果可为列车滤网的选取提供参考。