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高速空调客车车内粉尘分布特性分析
| 论文题名： | 高速空调客车车内粉尘分布特性分析 |
| 关键词： | 高速空调列车;车内粉尘;浓度分布;数值模拟;计算流体力学 |
| 摘要： | 高速列车为人们出行带来便利，显著地缩短了人们的出行时间。由于生活水平的不断改善，人们对健康与舒适的诉求使得对空气质量的要求越来越高，高速空调车内的空气质量同样如此。因此，无论是列车的设计人员还是乘客都越来越关注车内空气流场的质量。粉尘的危害在近年来倍受关注，大气环境的粉尘状况令人堪忧，对于相对密闭的高速空调列车，粉尘随新风入口的进入会给客室内空气质量带来影响，所以深入分析研究列车在高速运行状态下车内流场的粉尘分布是相当必要的。 本文采用流体力学中应用最广泛的数值计算方法有限体积法，基于三维、可压缩、粘性流体的N-S流体流动控制方程，k-ε两方程湍流模型以及拉格朗日法离散相模型(DPM)，对高速空调客车车内粉尘的分布情况进行分析。首先，研究了列车以350km/h的速度运行时粉尘在车内流场的分布状况以及流场内粉尘分布的影响因素；其次，对不同车外空气环境下客室内粉尘的浓度进行研究，并加入滤网对其进行过滤，对比室内空气质量标准的粉尘浓度参数给出各外界环境下列车滤网参数的推荐值；最后，对不同标准的粉尘浓度要求做了对比，探讨列车车内粉尘控制的方法。 计算结果表明：车内粉尘分布受车内流场的紊流强度影响，紊流扩散效应使粉尘分布更加均匀。粉尘在送风口较多的乘客区分布较均匀，而在座椅下、车厢边角处等区域产生堆积。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，列车在350km/h的速度下运行时，外界环境空气质量为一、二级时车内空气的可吸入颗粒物含量达到室内空气质量标准，而外界环境空气质量为三级时车内可吸入颗粒物含量超标。选取筛分粒径处于粉尘颗粒群分布的质量中位径附近的滤网过滤效率高。为达到室内空气质量标准规定的粉尘浓度值，外界环境空气质量一、二级时应选取目数为1250的滤网进行过滤，三级时应选取目数为2500的滤网进行过滤，滤网参数的选取应使达到过滤效果的前提下尽可能的减小滤网压降对车内流场的影响。为达到高速空调列车的乘车舒适性以及乘客的健康需求，可通过对粉尘进行多种过滤方式过滤以及对送风方式进行改进，以到达对客室内粉尘的控制。 |
| 作者： | 肖睿 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 李人宪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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