【摘 要】
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近年来,我国铁路事业迅猛发展,全国铁路网进行了更深入的延伸,在北方地区多条新开通的铁路线路相继投入运行。由于我国北方地区尤其是西北和东北地区冬季温度很低,空气管路冻
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近年来,我国铁路事业迅猛发展,全国铁路网进行了更深入的延伸,在北方地区多条新开通的铁路线路相继投入运行。由于我国北方地区尤其是西北和东北地区冬季温度很低,空气管路冻结问题一直没有得到彻底的解决,对列车的顺利运行造成了很大的安全隐患。本文首先对车厢内外没有电伴热和保温层的管路进行了温度场数值仿真,得出其不能满足实际运用需求的现状;其次通过理论分析压缩空气中水蒸气从进入空气压缩机开始直到用气设备的析出和凝结状况;然后针对各种工况分别建立三维模型,并划分网格,导入FLUENT软件设置合理的边界条件后进行CFD数值仿真分析,获得在不同工况下的空气管路温度场和融冰情况,对仿真结果进行分析,验证电伴热发热功率和保温层厚度是否满足实际运用需求。研究结果表明,在-40℃的环境温度下,车厢外空气管路保温条件为伴热带发热功率为312W/m,保温层厚度为10mm。车厢内融冰工况下,5mm厚度的保温层厚度完全满足运用需求;车厢外融冰工况下,312W/m发热功率的电伴热加热和10mm厚度保温层已经满足实际使用要求,但是考虑到保温材料的成本,保温材料导热系数选择0.05W/(m.k)附近,厚度为15mm最佳。以上选取的电伴热发热功率配合对应厚度的保温层能够满足实际运用的需求,对企业在冬季对机车进行防寒保温的工作具有一定指导意义。
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