动车除冰方法实验研究与模拟分析
寒冷冬季，尤其是在冰雪天气过后，列车运行过程中常常存在冰雪附着和车底结冰等现象。中国列车时速越来越快，动车组成为铁路客运中的重要组成部分，为了降低快速运行中列车覆冰所带来的潜在危险，动车除冰必须作为一个课题开展研究。本文主要以实验和模拟的方法研究适合中国机车(主要是动车)除冰方法的问题。
本文以国内外先进的除冰、防冰的实验和模拟研究为基础，在众多除冰方式中首先选择出适合机车除冰的方法；然后结合国外已经运行的列车除冰装置，以地源热泵系统为热源条件，简化出模型。利用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对融冰过程进行了数值模拟，得到各时刻计算区域的数值，并通过实验对模拟结果进行检查，验证其科学性。通过FLUENT软件模拟，文章进-步讨论了在一定温度范围内除冰工质不同入流速度、入流温度、介质类型的融冰过程，并对融冰进程进行分析。模拟结果表明：对于同一工质，提高流速和温度都能显著提高除冰的速度，在模拟设定的边界条件下，提高流速所带来的除冰效果更明显；对于不同工质类型，液态工质的除冰效率明显高于气态工质。模拟中涉及的热水和热丙二醇的除冰效率基本相同，选择主要从物理化学特性角度考虑。
本文的模拟结果对机车除冰方法选择以及具体参数设置等工程问题具有一定的参考价值。
凝固融化模型;动车组;除冰装置;计算流体动力学;数值模拟
天津大学
硕士
热能工程
郑宗和
2011
中文
U266;U216.412
62
2013-04-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）