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

【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(shè)成本、運(yùn)營(yíng)成本,提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)速度是真空管道交通系統(tǒng)成功建設(shè)的關(guān)鍵因素之一。因此,研究ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗問(wèn)題已迫在眉睫。本文從阻塞比、列車運(yùn)行速度和管內(nèi)壓力三個(gè)參數(shù)入手,采用有限元體積法,根據(jù)列車在真空管道內(nèi)運(yùn)行的機(jī)理,建立熱壓耦合作用下運(yùn)行列車的物理模型和數(shù)學(xué)模型,再對(duì)系統(tǒng)流場(chǎng)特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析,結(jié)果表明:(1)列車首尾壓差隨著列車運(yùn)行速度提高、阻塞比及系統(tǒng)壓力增大而增加,導(dǎo)致列車所受氣動(dòng)阻力增大;(2)當(dāng)阻塞比一定時(shí),隨著管內(nèi)壓力減小,當(dāng)列車運(yùn)行速度提高時(shí),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(yùn)行狀態(tài),達(dá)到低能耗高速度的目的。采用數(shù)值模擬的方法,分別計(jì)算了當(dāng)列車速度從100 m/s變化到400 m/s,管內(nèi)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(shí),得到計(jì)算運(yùn)行能耗所用到的列車首尾壓差及列車與周圍空氣介質(zhì)的相對(duì)速度數(shù)據(jù),分析了系統(tǒng)的氣動(dòng)阻力,獲得了不同工況時(shí),ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗隨參數(shù)的變化規(guī)律。(1)當(dāng)系統(tǒng)壓力一定時(shí),隨著列車運(yùn)行速度的提升,列車牽引力能耗呈拋物線增長(zhǎng)趨勢(shì),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(yùn)行速度的提高,ETT系統(tǒng)運(yùn)行總能耗先減小后增大,系統(tǒng)總運(yùn)行能耗出現(xiàn)最小值;而當(dāng)阻塞比增大,導(dǎo)致系統(tǒng)總運(yùn)行能耗出現(xiàn)最小值的列車運(yùn)行速度減小,并且當(dāng)系統(tǒng)總運(yùn)行能耗的最小值出現(xiàn)后,隨著列車運(yùn)行速度的提升,系統(tǒng)運(yùn)行總能耗迅速增加。(2)當(dāng)阻塞比一定時(shí),提高系統(tǒng)壓力,列車牽引力能耗將保持線性增長(zhǎng)趨勢(shì),而維持真空度能耗呈拋物線式降低趨勢(shì);與此同時(shí),列車運(yùn)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(dāng)列車運(yùn)行速度為100 m/s時(shí),隨著系統(tǒng)壓力的增加,系統(tǒng)總運(yùn)行能耗呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)趨勢(shì);當(dāng)列車運(yùn)行速度增加至200m/s左右時(shí),系統(tǒng)總運(yùn)行能耗幾乎不隨系統(tǒng)壓力的增加而增加;但隨著列車運(yùn)行速度超過(guò)200 m/s后,系統(tǒng)總運(yùn)行能耗呈正增長(zhǎng)趨勢(shì)。(3)當(dāng)列車運(yùn)行速度一定時(shí),隨著阻塞比增加,牽引力能耗呈拋物線趨勢(shì)增長(zhǎng),維持真空度能耗逐漸下降,與此同時(shí),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(yùn)行能耗呈拋物線趨勢(shì)增加,系統(tǒng)壓力較低時(shí)有波谷出現(xiàn)。同時(shí)隨著系統(tǒng)壓力的增加,總能耗曲線的斜率呈變大趨勢(shì)。根據(jù)以上研究結(jié)論,得到了ETT系統(tǒng)阻塞比、系統(tǒng)壓力、列車運(yùn)行速度等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)總運(yùn)行能耗影響的關(guān)聯(lián)式。可知阻塞比、系統(tǒng)壓力、列車運(yùn)行速度的增大,牽引力能耗會(huì)增大,而維持真空度能耗會(huì)減小,因此,要綜合考慮ETT系統(tǒng)阻塞比、系統(tǒng)壓力、列車運(yùn)行速度等參數(shù)對(duì)總運(yùn)行能耗的影響,以求得最佳能耗運(yùn)行參數(shù)。通過(guò)對(duì)ETT系統(tǒng)與和諧號(hào)動(dòng)車組CRH 3兩種交通工具總運(yùn)行能耗的對(duì)比,可得隨著列車運(yùn)行速度的增加,兩者運(yùn)行能耗的差距越來(lái)越大。當(dāng)列車運(yùn)行速度為345 km/h時(shí),在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力環(huán)境下的CRH 3動(dòng)車組總運(yùn)行能耗相當(dāng)于ETT系統(tǒng)總運(yùn)行能耗的5倍之多,即在消耗相同運(yùn)行能耗的條件下,ETT系統(tǒng)可以以更高的速度運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】：ETT系統(tǒng) 列車運(yùn)行速度 阻塞比 系統(tǒng)壓力 運(yùn)行能耗
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U17
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-11
• 符號(hào)說(shuō)明11-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 真空管道交通系統(tǒng)簡(jiǎn)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(diǎn)及優(yōu)勢(shì)13-15
• 1.1.3 ETT系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的可行性15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)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?jī)?nèi)容及研究方法19-21
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.4.2 研究方法20-21
• 2 ETT系統(tǒng)流場(chǎng)特性及運(yùn)行能耗分析21-40
• 2.1 ETT流場(chǎng)及特征21-22
• 2.2 物理模型及數(shù)學(xué)模型22-30
• 2.2.1 基本假設(shè)22
• 2.2.2 物理模型22-24
• 2.2.3 數(shù)學(xué)模型24-30
• 2.3 網(wǎng)格劃分30-32
• 2.3.1 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證30-32
• 2.4 邊界條件與初始條件設(shè)置32
• 2.4.1 初始條件設(shè)置32
• 2.4.2 邊界條件設(shè)置32
• 2.5 ETT系統(tǒng)流場(chǎng)的基本特征32-36
• 2.5.1 系統(tǒng)內(nèi)流場(chǎng)的分布32-34
• 2.5.2 列車在管道內(nèi)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(yùn)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(nèi)真空度消耗的能耗38-39
• 2.7 本章小結(jié)39-40
• 3 阻塞比及列車運(yùn)行速度對(duì)ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗影響40-52
• 3.1 不同阻塞比、列車運(yùn)行速度時(shí)壓力場(chǎng)與相對(duì)速度場(chǎng)的研究40-45
• 3.1.1 ETT系統(tǒng)的壓力場(chǎng)40-42
• 3.1.2 列車與周圍空氣介質(zhì)相對(duì)速度場(chǎng)42-44
• 3.1.3 真空度一定時(shí)ETT系統(tǒng)的流場(chǎng)分析44-45
• 3.2 不同阻塞比、運(yùn)行速度對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗的影響45-50
• 3.2.1 ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗的分析45-48
• 3.2.2 真空度一定時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行能耗的分析48-50
• 3.3 本章小結(jié)50-52
• 4 列車運(yùn)行速度及系統(tǒng)壓力對(duì)ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗影響52-64
• 4.1 不同列車運(yùn)行速度、系統(tǒng)壓力時(shí)壓力場(chǎng)與相對(duì)速度場(chǎng)的研究52-57
• 4.1.1 ETT系統(tǒng)的壓力場(chǎng)52-54
• 4.1.2 列車與周圍空氣介質(zhì)相對(duì)速度場(chǎng)54-55
• 4.1.3 阻塞比一定時(shí)ETT系統(tǒng)的流場(chǎng)分析55-57
• 4.2 不同列車運(yùn)行速度、系統(tǒng)壓力對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗研究57-62
• 4.2.1 ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗的分析57-59
• 4.2.2 阻塞比一定時(shí)ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗的分析59-62
• 4.3 本章小結(jié)62-64
• 5 系統(tǒng)壓力及阻塞比對(duì)ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗影響64-77
• 5.1 不同系統(tǒng)壓力、阻塞比時(shí)壓力場(chǎng)與相對(duì)速度場(chǎng)的研究64-68
• 5.1.1 ETT系統(tǒng)的壓力場(chǎng)64-65
• 5.1.2 列車與周圍空氣介質(zhì)相對(duì)速度場(chǎng)65-67
• 5.1.3 列車運(yùn)行速度一定時(shí)ETT系統(tǒng)的流場(chǎng)分析67-68
• 5.2 不同系統(tǒng)壓力、阻塞比對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗研究68-73
• 5.2.1 ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗的分析68-71
• 5.2.2 列車運(yùn)行速度一定時(shí)ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗的分析71-73
• 5.3 ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式73-75
• 5.3.1 正交試驗(yàn)法73-74
• 5.3.2 數(shù)據(jù)處理74
• 5.3.3 運(yùn)行能耗準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-77
• 6 ETT系統(tǒng)與和諧號(hào)動(dòng)車組運(yùn)行能耗的比較77-81
• 6.1 和諧號(hào)動(dòng)車組運(yùn)行能耗的計(jì)算77-78
• 6.2 ETT系統(tǒng)運(yùn)行能耗的計(jì)算78-79
• 6.3 總運(yùn)行能耗的對(duì)比分析79-80
• 6.4 本章小結(jié)80-81
• 7 總結(jié)與展望81-84
• 7.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)81-83
• 7.1.1 主要結(jié)論81-83
• 7.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)83
• 7.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-90
• 致謝90-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文91-92

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3 李兆鵬;王龍達(dá);;一種新的城市軌道車輛運(yùn)行能耗算法[J];變頻器世界;2014年03期

4 馬最良,曹源;閉式環(huán)路水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗的靜態(tài)分析[J];哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào);1997年06期

5 ;書訊[J];工業(yè)建筑;2013年01期

6 馬素貞;;上海某綠色三星級(jí)建筑運(yùn)行實(shí)踐[J];制冷空調(diào)與電力機(jī)械;2011年06期

7 梁珍;沈恒根;趙偉杰;;高層辦公樓空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗分析[J];低溫建筑技術(shù);2009年02期

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9 沈列丞,龍惟定,劉利剛,白瑋,周輝;住宅建筑集中空調(diào)系統(tǒng)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的制定與探討(上)——機(jī)房側(cè)設(shè)備運(yùn)行能耗費(fèi)用的分析與計(jì)算[J];制冷與空調(diào);2005年05期

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3 周力;;某工程兩種方案的夏季運(yùn)行能耗及經(jīng)濟(jì)分析[A];全國(guó)暖通空調(diào)制冷2000年學(xué)術(shù)年會(huì)資料集[C];2000年

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1 蕭姍;澳大利亞綠色建筑的3種評(píng)估體系[N];中國(guó)建材報(bào);2009年

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本文編號(hào)：347612