岛式站台通风节能性研究

【摘要】：我国地铁已经进入了一个快速发展的时期,我国城市轨道交通的建设总规模还会扩大,发展前景宏大,建设市场广阔。城市轨道交通是一个用电大户,空调节设备的用电占整个地铁运营用电量的40%,因此对地铁的节能性方面的研究便显得非常重要。现存的闭式系统和屏蔽门系统各有优缺点,于是本文提出了可在屏蔽门系统和闭式系统间进行转换的一种系统。 运用温频法对地铁通风负荷计算,分别得到了过渡季节和冬季大系统及隧道的通风能耗。并对地铁屏蔽门结构进行了研究,提出了三种具体的开口方案,以利用活塞风。 采用CFD软件分别对三种方案进行了模拟计算。文中对站台建立了比较贴近实际情况的模型,根据流体力学基本方程,推导出活塞风速与列车和隧道的参数的关系式,并根据关系式分别推导出进站过程和出站过程非稳态的活塞风速边界条件,并用C语言进行程序编制。 分别分析了三种方案的进站过程和出站过程,通过分析各个通风口的通风效果,每种方案具体的对站台、站厅和隧道的节能效果,通过比较分析,证明了方案三是比较理想的方案。 对第三种方案的流场进行分析,以验证方案三能否满足乘客的舒适性要求。通过研究方案三的进站和出站过程的速度场和温度场,证明了方案三是能够满足乘客的舒适性要求的。 本文从理论上证明了对屏蔽门改造后能够节省大量的通风能耗。 【关键词】：地铁 活塞风 屏蔽门 节能 数值模拟 通风系统
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U231.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景8-10
• 1.1.1 国外地铁发展与现状8-9
• 1.1.2 国内地铁发展与现状9-10
• 1.1.3 研究地铁环控系统的重要性10
• 1.2 地铁环控系统的分类及组成10-12
• 1.2.1 环控系统分类10-11
• 1.2.2 通风空调的组成11-12
• 1.3 课题的提出及意义12-13
• 1.4 地铁环控系统研究现状13-14
• 1.4.1 试验法13-14
• 1.4.2 现场测试法14
• 1.4.3 数值模拟法14
• 1.5 本文的研究方法及内容14-15
• 1.5.1 研究方法14-15
• 1.5.2 研究内容15
• 1.6 本章小结15-16
• 第二章 活塞风速理论分析及计算16-22
• 2.1 活塞风模型简化及控制方程16-18
• 2.1.1 活塞风模型简化16-17
• 2.1.2 流体力学的基本方程17-18
• 2.2 活塞风风速计算18-21
• 2.2.1 列车在无活塞风井隧道运行时活塞风速19
• 2.2.2 列车在有活塞风井的隧道中运行时进站的风速19-20
• 2.2.3 列车在有活塞风井的隧道中运行时出站的风速20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 地铁环控负荷计算22-27
• 3.1 地铁隧道产热量分析22-23
• 3.1.1 列车运行产热分析22-23
• 3.1.2 列车内人体散热量23
• 3.1.3 隧道内照明散热量23
• 3.1.4 接触网散热23
• 3.1.5 维护结构土壤传热23
• 3.2 地铁大系统及隧道通风系统简介23-24
• 3.2.1 站台、站厅大系统23-24
• 3.2.2 隧道通风系统简介24
• 3.3 过渡季节地铁通风能耗分析24-26
• 3.3.1 站台、站厅大系统通风负荷分析24-25
• 3.3.2 隧道通风负荷分析25-26
• 3.4 冬季地铁通风能耗分析26
• 3.4.1 站台、站厅大系统通风负荷分析26
• 3.4.2 隧道通风负荷分析26
• 3.5 本章小结26-27
• 第四章 地铁站台模型27-34
• 4.1 屏蔽门开口位置确定27-28
• 4.1.1 屏蔽门结构27-28
• 4.1.2 屏蔽门开口位置确定28
• 4.2 CFD模拟方法28-30
• 4.3 物理模型建立30-31
• 4.4 边界条件31-33
• 4.4.1 进站时隧道入口边界条件31-32
• 4.4.2 出站时隧道出口边界条件32
• 4.4.3 排热风机边界条件设定32-33
• 4.4.4 热边界条件33
• 4.5 本章小结33-34
• 第五章 模拟结果分析34-57
• 5.1 进站过程模拟结果分析34-43
• 5.1.1 隧道口流量分析34-35
• 5.1.2 站台进出站口风量分析35
• 5.1.3 站台端门风量分析35-36
• 5.1.4 屏蔽门上部开口风量分析36-40
• 5.1.5 屏蔽门底部开口流量分析40-43
• 5.1.6 进站过程各通风口进出站风量汇总43
• 5.2 出站过程模拟结果分析43-50
• 5.2.1 隧道口流量分析43-44
• 5.2.2 站台进出站口风量分析44-45
• 5.2.3 端门风量分析45
• 5.2.4 屏蔽门上部开口风量分析45-48
• 5.2.5 屏蔽门底部开口流量分析48-50
• 5.2.6 出站过程各通风口进出站台风量汇总50
• 5.3 节能效果分析50-52
• 5.3.1 站台通风效果分析50-51
• 5.3.2 站厅通风效果分析51-52
• 5.3.3 隧道通风效果分析52
• 5.4 流场分析52-56
• 5.4.1 进站过程流场分析52-54
• 5.4.2 出站过程流场分析54-56
• 5.5 本章小结56-57
• 第六章 结论与建议57-59
• 6.1 总结57
• 6.2 本文主要创新57-58
• 6.3 后续工作的建议58-59
• 参考文献59-61
• 发表论文和参加科研情况说明61-62
• 致谢62

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