动车组隔热仿真及整车传热系数K值计算研究

摘要

二十一世纪我国进入了高速空调列车的时代。随着列车速度的不断提高，人们对铁路客运条件的要求越来越高，现代客车不但要保证安全高速地运转，还要为旅客和车上工作人员尽可能创造舒适卫生的环境。车体密封及隔热性能对车身热负荷影响较大。因此，结合高速动车组车辆空调客车的具体设计特点，研究车体隔热性能，解决冷桥问题，减少高速动车组车辆通过车体的能量损失，不仅符合动车组的发展需要，而且也为准确计算车室内冷热负荷提供依据。
　　 本论文主要针对新型动车组展开构件、冷桥分析，在此基础上研究冷桥对整车传热系数K值的影响，分析由于冷桥造成的结露情况，并开发了整车传热系数K值计算的软件，其主要内容有:
　　 (1)测定动车组常用材料的导热系数，为下文的仿真模拟提供参数，为计算软件提供材质库。
　　 (2)分析产生冷桥的部位及原因，建立了构件及冷桥的传热模型，采用数值模拟的方法分析了构件及冷桥部位的温度场及热流密度场。
　　 (3)分析车体各构件、冷桥对整车传热系数的影响，指出在计算列车空调负荷时应充分考虑这部分负荷，提出了新型动车组隔热具体措施。
　　 (4)根据新型动车组结构特点，开发出基于Visual Basic的空调动车组整车传热系数K值计算软件，并将软件计算的数据和现车实验数据进行对比，验证了软件的准确性和可靠性。
　　 开发的整车传热系数K值计算软件为科学研究提供了方便，有效指导高速动车组的设计研发，为动车组空调的舒适性设计提供保证。本论文结合动车组的具体设计特点，对车体进行传热分析，弄清楚其传热特性，采取有效的防护措施来改善空调客车的隔热保温性能，减少空调客车通过车体的能量损失，也为准确计算车室内冷热负荷提供依据，对节能型的客车空调系统的设计意义深远。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究的背景、意义及目的

1．1．1 研究的背景

1．1．2 研究的意义

1．1．3 研究的目的

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究的主要内容

第2章 材料导热系数的测试

2．1 测试原理

2．2 内容及步骤

2．3 测试结果

第3章 新型动车组构件、冷桥的仿真研究

3．1 CRH2列车结构特点

3．2 计算方法

3．2．1 仿真计算方法

3．2．2 传热系数计算方法

3．3 双层铝合金型材仿真研究

3．4 实验验证

3．4．1 实验测试方法

3．4．2 试验台简介

3．4．3 测试结果分析

3．5 各种构件传热模型及仿真研究

3．5．1 侧墙

3．5．2 地板

3．5．3 顶板

3．6 各种冷桥传热模型及仿真研究

3．6．1 螺栓

3．6．2 槽钢

3．6．3 侧墙插接处

3．7 平壁传热仿真结果

3．8 冷桥传热仿真结果

3．9 分析与结论

第4章 基于Visual basic的动车组整车K值计算软件的开发

4．1 软件开发的依据

4．2 软件的主界面

4．3 材质库功能

4．3．1 材质库主界面

4．3．2 添加功能

4．3．3 修改功能

4．3．4 删除功能

4．4 整车K值计算

4．4．1 基本参数

4．4．2 车壁传热计算

4．4．3 薄弱环节

4．4．4 空调列车整车K值的计算

第5章 实例验证

5．1 车体结构

5．2 实验测试依据及过程

5．2．1 实验测试依据

5．2．2 实验测试过程

5．3 实验结果及分析

结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢

附录一 输出报告格式