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原文传递新型铁路罐车加热系统研究

论文题名：	新型铁路罐车加热系统研究
关键词：	黄磷罐车;加温装置;静强度;热传导;计算流体力学仿真;铁路运输
摘要：	铁路运输具有运量大、安全、节能、环保的优势，在我国一直占据运输市场的主导地位。铁路罐车用以运输液体、液化气体和粉末状货物，占我国货车总数的约15％。粘油、黄磷等货物在低温时易凝固或者粘度增大，流动性变差，给装、卸车带来困难。为了使凝固的货物熔化或者降低货物的粘度，在卸货时需加热货物，因此罐车常设有加温装置。而罐车加温装置的性能是衡量罐车性能的一个重要指标。　　对我国铁路罐车发展历程进行综述，简介了内外加温装置的结构特点。以新型铁路黄磷罐车为研究对象，应用ANSYS有限元分析软件，对罐车各主要工况的结构强度、刚度进行分析计算。结果表明，新型黄磷罐车车体钢结构的静强度符合TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》的规定。在车体底架中梁中心孔处，枕梁腹板处，鞍座与罐体连接处和鞍座侧板处等位置应力值较大。　　模拟计算指出黄磷罐车加热卸车的主要影响因素。应用ANSYS-Fluent流体分析软件对黄磷罐车加热过程进行仿真模拟，得出了加温套、罐体和换热表面的温度场分布、流场分布，罐体内温度随加热时间变化的规律，并计算得到了加热到卸货温度所需的时间。然后与实际卸车加温试验结果进行对比。最后分析了进气量、进气温度对罐车加热性能的影响。　　计算结果表明，罐体内黄磷平均温度随着加热时间的增长基本保持上升的趋势。传热初期热传导起主要作用，传热量相对较小;中期黄磷熔化需要大量的熔化热，平均温度基本保持在熔化温度;后期自然对流起主导作用，传热效果显著。黄磷熔化之后的自然对流分为两种形式:一种由罐体中部底端开始直接向上流动，另一种沿着封头处的罐壁向上流动且伴有小的旋涡。环境温度对加热时间影响较大，进气温度越高进气量越大，罐体内黄磷平均温度上升越快。
作者：	高新翼
专业：	车辆工程
导师：	傅茂海
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文