地铁车站活塞风井的平战融合防护设计方案

[目的]由于设计人员对现行规范中地铁车站战时防护功能及其交通运输功能的理解存在偏差,导致活塞风井设计时必要的平战转换时间预估值远大于预期,需要对地铁车站活塞风井的平战融合防护设计方案进行研究。[方法]在阐明地铁车站人民防空防护功能定位基础上,提出了地铁车站的战时运行模式。阐述了现有地铁车站设计中平战转换存在的问题。结合当前地铁车站融合防护设计中活塞风井设计的难点问题,针对活塞风排风口建筑空间相对宽裕、相对紧凑、非常紧凑3个工况,分别提出了3个地铁车站平战融合防护设计方案。[结果及结论]与常规车站活塞风风道用沙袋封堵的平战转换设计方案相比,这3个方案建设前期的工程成本略有增加,但能有效降低平战转换的工作量,明显缩短平战转换时间,地铁车站平战运行状态也能够实现快速切换。

行车工况下竖井型城市公路隧道交通风动态演化规律

本文针对竖井型城市公路隧道,对隧道内外环境风速进行实测,考虑不同环境风速、竖井高度与数量,设计24个工况,采用动网格技术与动量源项法,开展行车工况下隧道通风流场数值模拟,模拟获得车辆逼近到达远离竖井时隧道流场分布。结果表明:此类隧道内外均存在较为稳定的1 m/s左右纵向环境风;车辆顶部及后方出现明显回流现象,最大回流风速约2 m/s,出现在5~5.5 m高度;竖井截面风速不均匀系数以及转换系数随车辆运动先增大后减小;竖井通风效率与竖井数量、反向风速呈正相关,最大值达到100%,但随竖井高度、正向风速的增大而降低,街谷风影响较小。

变工况下地铁屏蔽门风压特性实测研究

针对屏蔽门风压问题,通过改变车站公共区机械送排风系统、轨行区上下排热系统和活塞风井通风系统得到8种组合工况,对列车正常运行下屏蔽门风压进行测试。结果表明:在车站公共区机械送排风系统变工况下,不同位置屏蔽门同一时刻承受的风压极值最大相差近50%,不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;轨行区上下排热系统变工况下,开启上排热能降低中部屏蔽门的最大正压值,但对两侧屏蔽门的效果并不好,因此轨行区上排热系统不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;双活塞风井连通风阀变工况下,开启连通风阀能有效降低屏蔽门风压值,正压峰值最大能降低88.3%,负压峰值最大能降低50%。

主进风竖井内罐笼提升活塞效应对平巷风流的影响

针对主进风竖井内罐笼提升产生的活塞风效应及其对运输平巷内风流的影响。基于SST k-ω湍流模型,采用动网格对罐笼在竖井内运行进行空气流体仿真并通过现场实测对模拟数据进行验证的方法,研究竖井活塞风影响下运输巷道内风流流场的结构变化以及巷道内风流流动的紊动特性。研究结果表明:罐笼在竖井内运行产生的活塞风会造成平巷内风流的瞬态变化,导致巷道内风流流场分布紊乱,对局部风流扰动较大;活塞风影响下巷道内风速概率密度曲线走势呈正态分布;沿纵向分布的风流紊动强度值在活塞风影响下变化趋势存在自相似性,整体呈指数分布;沿横向分布的风流紊动强度在活塞风影响下沿巷道中心线呈对称分布;在巷道内局部位置分别取得沿纵向分布的风流紊动能最大值E_(max)=0.249 m^(2)/s^(2)以及沿横向分布的风流紊动能最大值E_(max)=0.503 m^(2)/s^(2),紊动能值较大,易造成巷道内局部高、低速风流、涡流以及对周围风流产生卷吸作用。矿井通风系统遭到矿内不稳定因素影响,则可能导致井下局部用风地点或整个风流系统紊乱,主进风竖井内罐笼频繁提升引起的一系列附加效应会对运输平巷通风效果产生较大影响,研究罐笼提升活塞效应对巷道内风流的影响为补充矿山局部通风理论提供参考。

双斜盘轴配流轴向柱塞式液压电机泵的实验研究

研制了一种双斜盘轴配流轴向柱塞式液压电机泵样机,并通过实验研究了样机所能达到的性能:理论排量7 mL/r、额定工作转速6000 r/min下公称压力20 MPa;5000 r/min下最大工作压力30 MPa;液压泵部分的容积效率达到91%以上。测得液压电机泵总效率最高值到达61%,中等转速区间(2000~4500 r/min)和压力区间(10~30 MPa)范围内总效率在0.56~0.61。实验表明,此类型液压电机泵,转子黏性阻力损失和配流轴间隙处的泄漏损失是两大主要损失,温度对这两大损失分别有明显的减少和增加作用,通过改善散热条件、选取合适的配流副间隙和使用低黏度液压油,有望更进一步提高样机的总效率。结果表明:适度提高液压电机泵的工作转速和提高电机的电流密度可以显著提高液压电机泵的功率密度,但转速过高,会带来较大的黏性阻力损失;采用较低工作转速、偏细长型的转子,采用低黏度液压油和取合适的配流副间隙,并且改善散热条件等,都是提高轴配流液压电机泵总效率的有效方法。

双竖井铁路隧道活塞风非定常流动理论计算研究

针对既有竖井影响下活塞风理论计算研究的不足,基于连续性方程和伯努利方程建立双竖井铁路隧道活塞风非定常流动理论计算模型;将列车在双竖井铁路隧道中行驶的全过程分为4个阶段,分别推导各阶段隧道内活塞风非定常流动的理论计算式;通过模型试验和数值模拟2种方法,验证理论计算式的可靠性并进行修正。结果表明:随着列车与竖井相对位置的变化,隧道内与竖井内的风流关系呈动态变化,若按固定值计算会引起较大误差,而采用数值模拟方法可实现风流动态关系式的反推,达到修正理论计算式的目的;修正后的理论计算式精度较高,总体误差低于10%,适用列车速度范围为0~360 km·h^(-1);该理论计算式不仅可计算结构类似的铁路或地铁隧道活塞风速,还可推广应用于单竖井或多竖井(3个及以上)隧道。

住宅小区内部地铁活塞风井噪声控制技术研究

地铁隧道活塞风井向外排风的同时,产生较强的噪声,特别是活塞风井置于住宅小区内部时,噪声对周围敏感建筑的影响更大,现场实测噪声超过了国家标准。为了有效控制活塞风井噪声对周围环境的影响,结合地铁已有消声降噪措施降噪量不足的情况,基于声学仿真软件Comsol和Cadna/A对活塞风井消声降噪技术措施进行理论研究,以寻求更优化的降噪技术来解决噪声问题。通过实测和模拟,采用合理设计消声器以后,住宅小区内部敏感建筑的噪声达到标准。文中的研究结果为此类噪声控制工程提供了技术支撑和参考。

滚动转子式压缩机转轴振动仿真及试验研究

以搭载9槽6极电机的压缩机为例,研究了变频压缩机运行时与电机极数有关的转轴振动噪声问题。首先,通过对径向电磁力分析,明确了压缩机电机6f径向电磁力的组成;其次,通过仿真分析和试验测试的手段对转轴的振动特性进行分析,进一步指明6f电磁力与转轴弯曲模态共振是导致转轴振动噪声问题的根源;最后,通过对某款变频压缩机的转轴弯曲模态进行仿真分析及优化,降低了转轴振动噪声,改善了压缩机的声品质。

粤东城际铁路隧道热环境特性及控制研究

为确保采用单洞双线且包含多个连续地下车站的粤东城际铁路隧道热环境满足设计规范要求,通过一维数值模拟方法,从行车对数、活塞风井面积、轨排风量及排热系统开启方案4个方面出发,对汕头至潮汕机场段中山路隧道热环境特性及控制方案进行研究。结果表明:不开启轨排系统下,初期、近期夏季晚高峰隧道内空气温度均不超40℃,但远期汕头一中、时代广场站及区间2温度不满足热环境控制要求,且远期中间车站区域温度明显高于两端车站;通过增大活塞风井面积降低隧道空气温度的作用有限,即使单个活塞风井面积增加至75 m^(2),区间2及汕头一中站温度仍超过40℃;车站轨排系统开启后,远期夏季晚高峰全线隧道空气平均温度降幅较明显,当单个车站轨排风量为50 m^(3)/s且活塞风井面积不小于30 m^(2)时,隧道内各区域温度及新风量均满足要求;优化后的轨排系统开启方案可行,建议远期夏季晚高峰仅开启汕头一中站及时代广场站的排热系统,以减少通风设备运行能耗。

地铁盾构区间穿越活塞风道回填过井工艺研究

针对城市地铁区间穿越活塞风道工艺进行研究,创新提出一种盾构机回填过井快速施工工艺。通过多方案比较,回填过井法相比其他传统施工工艺具有明显优势,具体表现为工期占用短、施工成本低、施工质量高、安全风险低、效果显著。文章首先介绍回填过井法的工艺原理及工艺流程,接着阐述盾构机回填过井施工操作要点,然后通过效果检测分析发现该工艺在工期、经济、质量和社会效益方面效果显著,值得大力推广,最后通过对施工过程进行沉降及位移变形监测,证明盾构机推进参数控制合理,穿越风道结构安全,对周边环境影响较小。

活塞风对地铁车站影响特性及多因素分析

研究目的:为分析多因素下活塞风对地铁车站影响特性,本文以出入口及站台门的进风量为主要分析对象,通过数值模拟和理论分析来研究站台门风口开启面积、活塞风阀开启面积、行车周期及有无迂回风道下活塞风对车站的影响。研究结论:(1)出入口进风量随行车周期的增大先增大后变小,而站台门进风量随着行车周期的增大而减少;(2)单纯地改变站台门风口开启面积对增强活塞风对车站的影响是有限的;(3)屏蔽门单活塞系统模式,建议增设迂回风道,可根据需求调节迂回风道的开关,进而控制和利用活塞风效应对地铁车站的通风量;(4)活塞风阀开启面积越小,出入口进风量越大,活塞风对车站的影响也越大,配合控制站台门风口开启面积与活塞风阀开启面积,能很好地控制活塞风对车站的影响;(5)从方差分析结果可以得出,活塞风阀开启面积对出入口进风量影响最为显著,而站台门风口开启面积对站台门进风量影响显著程度最高;(6)本研究结果能很好地指导环控系统方案设计,为活塞风的控制和利用提供理论基础。

基于TRIZ物场变换法的液压活塞杆密封技术研究

阐述了TRIZ的物质场模形及应用物场变换法(76标准解法)求解问题的流程,探讨了液压活塞杆的动态密封机理,根据液压活塞杆O形圈密封、Y形圈密封和聚合体密封几种典型动态密封型式,构建了相应的物场模型,基于物场分析方法和TRIZ标准解法,进行了液压活塞杆密封问题的求解和结构实现研究,为液压活塞杆动态密封的结构创新提供了理论依据。

地铁活塞风井及迂回风道速度场特性研究

通过理论建模,引入活塞风井分流比重和吸风比重的重要参数,得到活塞风井风速与车速呈线性正比例关系,并分析了影响活塞风井速度场的主要因素;由现场实测和数值模拟分析得到分流活塞风井和分流迂回风道的最大风速均分别大于吸风风井和吸风风道。通过数值模拟知活塞风井横截面积变化对区间和车站各单元速度场影响明显,改变活塞风井横截面积是调节活塞风对车站环控影响效果的重要手段。

汽油机活塞销轴心轨迹计算及在故障诊断中的应用

采用汉氏法求解雷诺方程 ,计算出不稳定载荷下滑动轴承在不同偏心率和动力参数条件下的油膜无量纲承载力 ,并根据实测的发动机气缸压力计算出活塞销所承受的负荷。然后根据实际负荷与油膜承载力的平衡关系 ,计算出动载荷下每一时刻的油膜厚度 ,从而确定活塞销轴心在连杆小头铜套中的运动轨迹。计算结果表明 ,连杆在整个运行周期中 ,绝大部分时间承受压缩载荷 ,且压缩载荷远比拉伸载荷大。此结果可用于发动机活塞连杆组的结构设计与故障诊断中 ,并能对一些实际故障现象进行合理的理论解释。

东北严寒地区地铁通风系统方案优化研究

给出了东北严寒地区地铁通风系统活塞风道、风机及风井配置,运行模式等方面的优化措施;分析了不同季节、不同工况下通风设备的能耗和工程造价;并对优化方案进行了计算机模拟验证。结果表明,采用有针对性的优化措施既可以满足冬季乘客候车舒适度的要求,又可以较大幅度地减少工程初投资和运行费用。

水下航行装置推进轴系扭转振动控制研究

主要讨论以摆盘式活塞发动机作为其主机的某水下航行装置推进轴系的扭转振动问题。首先建立了推进轴系的两个扭振模型，并进行了轴系的扭振计算。为了验证模型参数的准确性，对推进轴系进行了脉冲激励试验。以试验及计算结果为依据对推进轴系的几种不同方案进行了比较。最后对双轴调频减振方案进行分析。

基于列车活塞效应的多竖井铁路隧道自然通风网络解算分析

为研究多竖井铁路隧道内考虑列车活塞风作用时风流的流动情况,首先以风流在通风网络中流动的三大基本定律为基础,建立了考虑活塞风压力的通风网络数学模型;然后以单竖井铁路隧道的通风网络为例,采用斯考德-亨斯雷迭代算法,对活塞风作用下的通风网络风量修正公式进行了推导,编制了网络解算程序;最后以大瑞铁路高黎贡山隧道为依托,进行了铁路隧道列车行驶在不同位置的通风网络解算,得到了各段隧道及竖井内的风流流动情况。研究结果表明:在多竖井铁路隧道中,受活塞风的作用,隧道中各分段风流的速度大小随着列车行驶而动态变化,竖井中风流速度大小和方向均会随着列车行驶而动态变化;在列车行驶段,网络解算的风流速度与理论公式计算一致,验证了建立的多竖井网络解算模型及计算程序的可靠性;提出的考虑活塞风作用的多竖井铁路隧道通风网络解算方法克服了理论计算式中仅能计算列车运行段活塞风速的缺点,能实现超长大隧道中含多竖井、多横洞、多救援横通道、多泄压通道以及多列列车行驶时,隧道内及辅助通道内风流流动的宏观流动模拟,指导运营通风及排烟通风设计。

地铁屏蔽门通风空调系统活塞风道方案研究

以华东某一城市地铁工程为例,对三种活塞风道设置形式进行了数值模拟分析,对比了不同活塞风道方案下的通风效率,结合经济性分析总结了影响活塞风道方案的因素。

弹性联轴节对摆盘式发动机轴系振动的影响

本文主要讨论在某水下航行装置中，弹性联轴节对摆盘式活塞发动机轴系振动的影响。首先建立了推进轴系的扭振模型，并进行了扭振特性计算。为了对弹性联轴节的隔振作用有进一步的了解，在分轴齿轮箱试验台上进行了对比试验。结果表明，联轴节不仅对轴系的扭振有较大的影响。

氢气压缩机一级活塞杆轴肩断裂失效原因分析

氢气压缩机是石油化工领域常见的通用设备,然而其在运行过程中活塞杆易出现断裂现象,故分析氢气压缩机轴肩断裂失效具有重要的工程意义。本文以某石化氢气压缩机活塞杆为研究对象,通过对活塞杆材料化学成分、断口宏观和微观形貌以及材料金相组织等进行了系统地分析,结果表明:氢气压缩机一级活塞杆检修后,由于活塞杆检修工艺和运行条件的变化,造成活塞杆轴肩在断裂前所受的载荷出现应力集中,且承受的载荷是相当高的,上期长期在这种载荷下运行时出现疲劳裂纹,并不断向外扩展,最终演化为轴肩断裂现象。相关研究成果能够为类似活塞杆轴肩断裂原因分析提供参考。