發(fā)布時間：2017-05-06 03:09

  本文關鍵詞：真空管道交通系統(tǒng)綜合運行能耗的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,ETT系統(tǒng)必將成為今后重要的交通工具,而如何降低ETT系統(tǒng)建設成本、運營成本,提高系統(tǒng)經(jīng)濟速度是真空管道交通系統(tǒng)成功建設的關鍵因素之一。因此,研究ETT系統(tǒng)運行能耗問題已迫在眉睫。本文從阻塞比、列車運行速度和管內壓力三個參數(shù)入手,采用有限元體積法,根據(jù)列車在真空管道內運行的機理,建立熱壓耦合作用下運行列車的物理模型和數(shù)學模型,再對系統(tǒng)流場特點進行詳細分析,結果表明:(1)列車首尾壓差隨著列車運行速度提高、阻塞比及系統(tǒng)壓力增大而增加,導致列車所受氣動阻力增大;(2)當阻塞比一定時,隨著管內壓力減小,當列車運行速度提高時,列車所受壓差阻力保持一定,即在ETT系統(tǒng)中,降低系統(tǒng)壓力,在系統(tǒng)克服壓差阻力損耗的能量相等的情況下,可使列車處于高速運行狀態(tài),達到低能耗高速度的目的。采用數(shù)值模擬的方法,分別計算了當列車速度從100 m/s變化到400 m/s,管內壓力分別從1 atm降低至0.05 atm,阻塞比分別為0.18、0.23、0.32、0.46時,得到計算運行能耗所用到的列車首尾壓差及列車與周圍空氣介質的相對速度數(shù)據(jù),分析了系統(tǒng)的氣動阻力,獲得了不同工況時,ETT系統(tǒng)運行能耗隨參數(shù)的變化規(guī)律。(1)當系統(tǒng)壓力一定時,隨著列車運行速度的提升,列車牽引力能耗呈拋物線增長趨勢,維持真空度能耗降低;另一方面,隨著阻塞比提高,列車牽引力能耗隨之增大,但維持真空度能耗卻減小。隨著列車運行速度的提高,ETT系統(tǒng)運行總能耗先減小后增大,系統(tǒng)總運行能耗出現(xiàn)最小值;而當阻塞比增大,導致系統(tǒng)總運行能耗出現(xiàn)最小值的列車運行速度減小,并且當系統(tǒng)總運行能耗的最小值出現(xiàn)后,隨著列車運行速度的提升,系統(tǒng)運行總能耗迅速增加。(2)當阻塞比一定時,提高系統(tǒng)壓力,列車牽引力能耗將保持線性增長趨勢,而維持真空度能耗呈拋物線式降低趨勢;與此同時,列車運行速度越快,列車牽引力能耗越大,而維持真空度的能耗越小。當列車運行速度為100 m/s時,隨著系統(tǒng)壓力的增加,系統(tǒng)總運行能耗呈現(xiàn)負增長趨勢;當列車運行速度增加至200m/s左右時,系統(tǒng)總運行能耗幾乎不隨系統(tǒng)壓力的增加而增加;但隨著列車運行速度超過200 m/s后,系統(tǒng)總運行能耗呈正增長趨勢。(3)當列車運行速度一定時,隨著阻塞比增加,牽引力能耗呈拋物線趨勢增長,維持真空度能耗逐漸下降,與此同時,系統(tǒng)壓力越大,牽引力能耗越大,維持真空度能耗越小。隨著阻塞比的增加,總運行能耗呈拋物線趨勢增加,系統(tǒng)壓力較低時有波谷出現(xiàn)。同時隨著系統(tǒng)壓力的增加,總能耗曲線的斜率呈變大趨勢。根據(jù)以上研究結論,得到了ETT系統(tǒng)阻塞比、系統(tǒng)壓力、列車運行速度等參數(shù)對系統(tǒng)總運行能耗影響的關聯(lián)式�？芍枞�、系統(tǒng)壓力、列車運行速度的增大,牽引力能耗會增大,而維持真空度能耗會減小,因此,要綜合考慮ETT系統(tǒng)阻塞比、系統(tǒng)壓力、列車運行速度等參數(shù)對總運行能耗的影響,以求得最佳能耗運行參數(shù)。通過對ETT系統(tǒng)與和諧號動車組CRH 3兩種交通工具總運行能耗的對比,可得隨著列車運行速度的增加,兩者運行能耗的差距越來越大。當列車運行速度為345 km/h時,在標準大氣壓力環(huán)境下的CRH 3動車組總運行能耗相當于ETT系統(tǒng)總運行能耗的5倍之多,即在消耗相同運行能耗的條件下,ETT系統(tǒng)可以以更高的速度運行。
【關鍵詞】：ETT系統(tǒng) 列車運行速度 阻塞比 系統(tǒng)壓力 運行能耗
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U17
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-11
• 符號說明11-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 真空管道交通系統(tǒng)簡介12-15
• 1.1.1 真空管道交通系統(tǒng)的提出12-13
• 1.1.2 真空管道交通系統(tǒng)的特點及優(yōu)勢13-15
• 1.1.3 ETT系統(tǒng)運營的可行性15
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 研究的目的及意義18-19
• 1.3.1 研究的目的18-19
• 1.3.2 研究的意義19
• 1.4 研究內容及研究方法19-21
• 1.4.1 研究內容19-20
• 1.4.2 研究方法20-21
• 2 ETT系統(tǒng)流場特性及運行能耗分析21-40
• 2.1 ETT流場及特征21-22
• 2.2 物理模型及數(shù)學模型22-30
• 2.2.1 基本假設22
• 2.2.2 物理模型22-24
• 2.2.3 數(shù)學模型24-30
• 2.3 網(wǎng)格劃分30-32
• 2.3.1 網(wǎng)格獨立性驗證30-32
• 2.4 邊界條件與初始條件設置32
• 2.4.1 初始條件設置32
• 2.4.2 邊界條件設置32
• 2.5 ETT系統(tǒng)流場的基本特征32-36
• 2.5.1 系統(tǒng)內流場的分布32-34
• 2.5.2 列車在管道內氣流組織分析34
• 2.5.3 沿管道不同軸線氣流流速分析34-36
• 2.6 列車運行能耗的理論分析36-39
• 2.6.1 列車克服阻力消耗的能耗36-38
• 2.6.2 維持管內真空度消耗的能耗38-39
• 2.7 本章小結39-40
• 3 阻塞比及列車運行速度對ETT系統(tǒng)運行能耗影響40-52
• 3.1 不同阻塞比、列車運行速度時壓力場與相對速度場的研究40-45
• 3.1.1 ETT系統(tǒng)的壓力場40-42
• 3.1.2 列車與周圍空氣介質相對速度場42-44
• 3.1.3 真空度一定時ETT系統(tǒng)的流場分析44-45
• 3.2 不同阻塞比、運行速度對系統(tǒng)運行的能耗的影響45-50
• 3.2.1 ETT系統(tǒng)運行能耗的分析45-48
• 3.2.2 真空度一定時系統(tǒng)運行能耗的分析48-50
• 3.3 本章小結50-52
• 4 列車運行速度及系統(tǒng)壓力對ETT系統(tǒng)運行能耗影響52-64
• 4.1 不同列車運行速度、系統(tǒng)壓力時壓力場與相對速度場的研究52-57
• 4.1.1 ETT系統(tǒng)的壓力場52-54
• 4.1.2 列車與周圍空氣介質相對速度場54-55
• 4.1.3 阻塞比一定時ETT系統(tǒng)的流場分析55-57
• 4.2 不同列車運行速度、系統(tǒng)壓力對系統(tǒng)運行的能耗研究57-62
• 4.2.1 ETT系統(tǒng)運行能耗的分析57-59
• 4.2.2 阻塞比一定時ETT系統(tǒng)運行能耗的分析59-62
• 4.3 本章小結62-64
• 5 系統(tǒng)壓力及阻塞比對ETT系統(tǒng)運行能耗影響64-77
• 5.1 不同系統(tǒng)壓力、阻塞比時壓力場與相對速度場的研究64-68
• 5.1.1 ETT系統(tǒng)的壓力場64-65
• 5.1.2 列車與周圍空氣介質相對速度場65-67
• 5.1.3 列車運行速度一定時ETT系統(tǒng)的流場分析67-68
• 5.2 不同系統(tǒng)壓力、阻塞比對系統(tǒng)運行的能耗研究68-73
• 5.2.1 ETT系統(tǒng)運行能耗的分析68-71
• 5.2.2 列車運行速度一定時ETT系統(tǒng)運行能耗的分析71-73
• 5.3 ETT系統(tǒng)運行能耗準則關聯(lián)式73-75
• 5.3.1 正交試驗法73-74
• 5.3.2 數(shù)據(jù)處理74
• 5.3.3 運行能耗準則關聯(lián)式74-75
• 5.4 本章小結75-77
• 6 ETT系統(tǒng)與和諧號動車組運行能耗的比較77-81
• 6.1 和諧號動車組運行能耗的計算77-78
• 6.2 ETT系統(tǒng)運行能耗的計算78-79
• 6.3 總運行能耗的對比分析79-80
• 6.4 本章小結80-81
• 7 總結與展望81-84
• 7.1 主要結論及創(chuàng)新點81-83
• 7.1.1 主要結論81-83
• 7.1.2 創(chuàng)新點83
• 7.2 展望83-84
• 參考文獻84-90
• 致謝90-91
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文91-92

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  本文關鍵詞：真空管道交通系統(tǒng)綜合運行能耗的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：347612