A型地铁客室气流组织仿真分析及试验

1、A型地铁客室气流组织仿真分析及试验摘 要：文章以某A型地铁车辆空调通风系统为例，通过仿真计算和模型车试验验证对A型地铁空调通风系统进行优化设计，保证客室气流组织的均匀性，为A型地铁车辆空调通风系统设计提供参考。关键词：A型地铁；空调通风系统；仿真计算；试验前言随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对地铁车辆车内舒适度提出了更高的要求。车辆空调通风系统是车厢内空气温度、湿度及洁净度的重要调节系统。对于地铁车辆，由于大多数乘客处于站立状态，头部更接近顶部出风口，在送风系统设计不合理时易导致乘客产生吹风感，影响车辆乘坐舒适性。基于此，针对A型地铁车辆特点，以一种典型的A型地铁车辆的空调通风系统为例

2、，通过仿真和试验的方法，对A型地铁车辆客室气流组织进行了优化研究。1 系统配置及基本参数介绍某A型地铁每辆车顶端部分别布置两台客室空调机组，送风道布置在顶板上部两侧，回风道布置在机组下方，每辆车的送风量不少于10000m3/h，新风量不少于3200m3/h。参照TB1951-1987客车空调设计参数设计送回风道及送回风口大小：（1）送风道内风速（58）m/s；（2）回风道内风速（35）m/s；（3）送、回风口处风速13m/s。车内气流组织见图1。2 仿真计算利用计算流体力学（CFD）技术，根据实际的车体形状和送风形式，建立1：1的物理模型对车内气流组织进行CFD模拟计算，根据模拟结果对列车内各

3、典型断面的风速分布情况进行分析，用以指导现场测试试验，有助于对试验结果的处理起到一定的指导作用，减少试验的工作量【1】。2.1 仿真建模本空调通风系统采用静压条缝式送风形式，送风道位于车内顶板两侧，回风口位于空调机组下方。根据车辆整体布置及空调通风系统形式，建立客室仿真模型，如图2所示。2.2 边界条件设定客室总风量为10000m3/h，将总送风量平均至客室各送风口，得每个送风口的送风风速，以此作为送风的边界条件；回风量为6800m3/h。2.3 仿真计算根据TB/T1675-2001铁道客车空气调节试验方法，在车内选取3个断面，分别为距车辆一位端端部1.69m、10.74m、19.52m，对

4、应断面为1、2、3。断面如图3所示。将边界条件代入仿真模型进行计算，得到各断面速度场分布如图4图6所示。在风道内不同位置设置通过率分别为50%、35%的网孔板，调整整车送风均匀性。调整后，总风量满足设计要求，各风口的风量基本平衡，满足设计要求。3.2 气流组织测试3.2.1 测点布置本试验中风速测量仪器主要由热式风速仪传感器探头、多通道气流分析仪、计算机等组成，如图8所示，该系统主要用于多点远程风速的测量。测试断面如图3所示。在每个断面上选取20个测点，分别对应人体坐姿时的头、肩、腰、膝、脚踝，人体站立时的头、肩、腰、膝、脚踝。测点在断面上的布置见图9、10。3.2.2 试验测试结果与分析送风均匀性调整完成后，对车内3个断面的微风速进行测试，每个断面20个测点的微风速如图11图13所示。由图11图13可知，各断面测点的送风风速比较均匀，满足车内平均微风速不大于0.4m/s的要求。4 结束语通过仿真计算、模型车试验对某A型地铁车辆空调通风系统进行了优化研究，保证了整车送风的均匀性，满足客室气流组织设计要求，为A型地铁