列車經過某單線無豎井隧道時的活塞風速計算_賀江波

1、.娜麟腳嘴群期腳歸咧自吸李洛年德列車經過某單線無豎井隧道時的活塞風速計算同濟大學賀江波邊志美吳喜平摘要:采用非恒定流活塞風計算理論按列車行駛在隧道中的不同位置分四種情況計算活塞風風速并通過MATLA丑軟件進行數值求解得到列車經過某區(qū)間隧道時的活塞風速度為地鐵環(huán)控系統(tǒng)設計中計算活塞風引起的空調能耗以及降低地鐵能耗提供一定的參考。關鍵詞:列車隧道活塞風非恒定流ComPutatjonoftheveloeityofthePistonWindwh

2、entheTrainPaSSingthroughtheSingleLineTunnelwithoutShaftHeJiangboBianZhimeiWuXipingAbstract:Aeeordingtotheeomputingtheo叮oftheunsteadyflowpistonPistonwindwaseomPutedwhenthetraineomPutingsoftwareMATLABnumeriealevrunningalua

3、tion.inthediferentPlaeeswindtheveloeityoftheofthetunnel.WiththeoftheveloeityofthePistonwindwasdonetoainte比onaltunnel.Theveloeityofthetheaireonditioningeoolingloadandpistonwindeouldbeusedasanrefereneefortheealeulatingofth

4、eenergysavingofthesubw叮environmentaleontrollingsystem.Keywords:TrainTunnelPistonwind:Unsteadyflow引言列車在空曠的地面上運行時列車前面的空氣可毫無阻擋地被排擠到列車的兩側和上方然后繞流到列車的后面。列車在隧道中行駛時由于隧道壁的限制列車所排開的空氣不能全部繞流到列車后方必然有部分空氣被列車推向隧道出口在列車的推動下列車前方的氣體順著列車的運動

5、方向形成活塞風。列車在隧道內行駛時的活塞風速是地鐵站和地鐵列車空調設計和分析的重要參數。隧道中活塞風的計算方法主要有兩種:按恒定流計算和按照非恒定流計算。列車在隧道中的行駛所形成的活塞風實際上是隨時間而變化的。當隧道很長時活塞風最后趨于某一穩(wěn)定值按照恒定流計算不會帶來較大誤差當隧道較短時必須考慮隧道內氣流的非恒定性。按列車行駛在隧道中的不同位置分四種情況計算:1)列車部分進人隧道。2)列車全部進人隧道。3)列車部分駛出隧道。4)列車全部

6、駛出隧道后活塞風活塞風的衰減過程。通過計算得到的列車通過隧道時活塞風速的變化情況可以為地鐵環(huán)控設計過程中地鐵活塞風引起的空調能耗的計算以及降低地鐵能耗提供一定的參考。【作者簡介】賀江波1981年6月生同濟大學機械學院暖通空調燃氣研究所在讀碩士生sh“ngh’‘三nerg“con”rv“。n’006N。6口汪盆口83加俐抽娜側婦自.蔗洛玲碑.式中入為隧道壁的沿程阻力參數d為隧道的水力直徑。由式(5)與(6)聯(lián)立得到:dv一dt__(v_一

7、丫K二二es一二v0tdv(l一a)dt_L一v_t二【入一.匕)d二(L一2二K(v0一一(‘爭)一式中氣3的定義類似于人32即”43=‘“1‘音“2=N揚?！藭r屯:為氣流由環(huán)狀空間進人列車后方隧道段的出口局部阻力系數。將式(2)與(11)代人式(10)得:(7)魚一魚=KpP(vo一vy幾dv(1一a)dt(12)dv一dt令A=K〔‘程了)(L一vot)斌衛(wèi)業(yè)飛又(l一a)隧道人口斷面1一1與列車尾部斷面4一4之間的氣流相對于隧

8、道壁面的非恒定流的流伯諾里方程為:B=入P。_P魚匕十化、叢、匕:、全(13)PZ’‘d‘2‘’dt則(7)式轉化為:Jvl、一”二二.=A(v_一vr一By‘(8)dt式中t。[0玉]vo初始條件為:vlt一。=o(9)1.2列車全部進人隧道如圖2所示列車全部進入隧道當隧道內無自然風時列車前緣斷面3一3與列車尾部斷面4一4之間的氣流相對于列車運動的非恒定流伯諾里方程為:列車前部斷面3一3與隧道出口斷面2一2之間的氣流相對于隧道壁面的非

9、恒定流的流伯諾里方程為:魚=魚v2才優(yōu)入入4、v.咖一廠)下了寧‘14下丁氣1叼a乙al聯(lián)立式(13)與(14)得:魚一魚去_立(10)PP”’。dt魚_魚=:、、三二玉.n二(L一L_、全‘15、PP‘’d’2’udt‘聯(lián)立式(12)與(15)得:__aL_、山_____「一f二L一及‘習__、創(chuàng)L二二L二二Kv_‘ZKv.vK一已入二一二竺liv‘(16)戈(l一a)aILajJ、。_Kv。2___。Kvo又‘一一下尸一一一—r一一