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高速列车R410A空调系统动态仿真研究
| 论文题名： | 高速列车R410A空调系统动态仿真研究 |
| 关键词： | 制冷系统;列车空调;动态仿真;控制变量法 |
| 摘要： | 本文以CRH2型动车组空调机组为原型，使用计算机建模与仿真手段，采用替代工质R410A为制冷剂，对高速列车新工质空调机组制冷系统进行动态仿真研究，运用控制变量法分别改变仿真系统的压缩机转数、蒸发风量、冷凝器进风温度，特别是动车组在高速行驶下车厢外冷凝风量及风速变化这一工况进行了机组的运行模拟及性能预测。 主要研究内容包括:(1)分析了替代工质R410A的各项热力学性质，并将其与其他常见制冷剂R22、R407C进行了比较。采用拟合关联式法对R410A制冷剂主要热力学性质进行研究并给出了相关曲线图。(2)建立了新型高速列车制冷系统中主要部件的物理模型及数学模型，编写了管翅式换热器的换热面积程序以及不同相区的换热系数模型，试算并确定了采用替代工质后的换热器结构尺寸。(3)使用动态仿真软件连接各部件模型，对高速列车空调机组进行动态仿真研究。 运用控制变量法对高速列车制冷系统四种常见变工况进行运行模拟及性能预测。主要得出结论:(1)压缩机转数在一定范围内增加时，仿真结果显示制冷量虽然增加，但冷凝温度随之升高，排气温度和压力增加明显，蒸发温度下降，制冷系统整体性能下降。(2)蒸发风量下降时，压缩机排气压力、温度，冷凝温度、蒸发温度均出现不同幅度降低，其中蒸发温度对蒸发风量的变化最为敏感。制冷系统COP值变化幅度极小，考虑到风机功耗降低等因素实际COP值甚至会升高。(3)冷凝进风温度增加时，即高速列车空调系统由设计工况进入高温恶劣工况运行时，压缩机排气压力、温度，冷凝温度均明显升高，蒸发温度略有增加。机组整体制冷性能恶化。(4)列车时速提高导致车外负压值增大、冷凝进风量及风速下降时，压缩机排气压力、温度，冷凝温度、蒸发温度均出现不同幅度的升高。制冷效果随列车时速的增加而下降，此时冷凝器应采用变频风机，高速列车在设计低档时速行驶时风机低速运行，在列车高时速下行驶时风机高速运行。 |
| 作者： | 苏晶 |
| 专业： | 供热、供燃气、通风及空调工程 |
| 导师： | 胡益雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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