列车车厢中CO2浓度控制系统的仿真

空调列车车厢内空气品质不佳的主要原因是由于车厢内的新风量不足导致CO2浓度偏高.以车厢内CO2浓度为控制对象,实现对新风量的控制.通过对硬座车厢内的CO2浓度控制系统建立数学模型,并采用PID控制,在simulink环境下对空调列车车厢内的CO2浓度进行了仿真控制,使其维持在设定浓度1500×10-6,达到合理控制新风量的目的,对今后改善列车车厢内空气品质提供了重要的理论依据.图5,参5.     

城市地铁环境空气污染及热舒适调查

为了解地铁环境空气的污染和热舒适状况及乘客对热环境的感知,选取了6条人员相对密集的北京地铁线路,并对其污染状况和热环境进行了调查研究,测量了地铁高峰时段列车车厢和站台空气中颗粒物(particulate matter,PM)(PM1.0,PM2.5及PM10)和CO2质量分数以及温度、湿度和空气流速,运用单因子分析法和预测平均投票指数-不满意率(predicted mean vote-predicted percentage dissatisfied,PMV-PPD)热舒适评价法对客观和主观结果以及二者间的相关性进行了分析.结果表明:①车厢内PM2.5在PM10中占比范围为63％ ～83％,相比于燃烧源场所和住宅环境占比较小,对人体健康影响较小.在地铁高峰时段,地铁1号线、5号线车厢内PM2.5平均质量浓度超标,地铁10号线车厢内PM10平均质量浓度超标;②高峰时段各地铁线路车厢和站台的CO2质量分数高于低峰时段;高峰期4号线、5号线、6号线CO2质量分数平均值超出标准值(0.15％),影响因素主要为人员密集度;③车厢内空气平均温度范围为25.7～28.52℃,平均湿度范围为相对湿度41.32％ ～58.13％,车厢热环境PMV在-0.71～0.53,PPD在5％ ～16％,说明热感觉和不满意率较小程度偏离热舒适范围-0.5≤PMV≤0.5及PPD<10％,其中高峰时段4号线和6号线不满足热舒适要求,低峰时段1、2和10号线不满足热舒适要求,影响因素主要为人员密集度和空调调节温度;④主观问卷得到的热感觉投票占比与客观分析结果一致,主客观相关联,PMV-PPD指标适用于对地铁空调列车热舒适的研究.研究成果可为改善地铁环境空气质量和热舒适提供基础数据.     

城市轨道车辆空调系统的空气净化

城市轨道交通的车辆空调系统不仅要满足温度的调节,并且要通过对空气的净化,提高空气品质,保证乘客健康。本文针对地铁车厢内的空气质量问题,结合深圳地铁三号线工程,对城市轨道车辆空调系统的空气净化方法进行探讨,并对深圳地铁三号线空调系统要求提出解决方案。     

铁路客车空调新风量的确定及控制

对于铁路系统来说,保证空调客车乘坐的舒适度及降低能源消耗、减少空调客车的运行成本,具有重要的意义.针对空调客车新风量的确定进行了分析,并采用模糊控制技术,以车厢内二氧化碳浓度偏差及偏差变化率作为模糊控制器的输入,进行新风量的合理控制,为改善车厢内的空气品质提供了一个切实可行的方法.     

基于CFD的城市轨道交通车厢空气质量模拟分析

城市轨道交通车厢的人员密度较高,车厢内的空气质量对乘坐体验及健康具有显著影响。以城市轨道交通列车车厢为例,采用CFD软件Fluent2019对正常载客情况下轨交车厢内空气质量进行数值模拟,分析空调送风风速为2、2.5、3 m/s和送风角度30°、45°、90°的温度场、速度场、污染物浓度场情况,提出在常态化防疫背景下,保证车厢最佳的空气流通率的通风方式为上送下回,送风速度为3 m/s、送风角度为垂直90°。     

旅客列车硬卧车厢内空气质量的数值模拟

采用稳态不可压缩雷诺时均N-S方程、kε湍流模型,对YW25K型空调硬卧车厢内空气质量进行数值模拟。采用立方体代表乘客,以人体呼出的CO2作为代表性污染物,以PMV和车厢内CO2相对浓度为基础,提出了评价车厢内空气质量的新指标,利用该指标对硬卧车厢内各铺位的空气质量进行了评价。计算结果表明,送风速度对车厢内空气质量有较大影响,增加送风速度有利于改善车厢内各铺位的空气质量,但过大的送风速度对车厢内空气质量不利;硬卧车厢内采用条缝送风方式、送风速度为2.5 m/s时,车厢内空气质量最佳,可同时满足热舒适性要求和保证良好空气品质。     

旅客列车硬座车厢内气流模拟与浓度场分析

采用稳态不可压缩雷诺时均N-S方程、k-ε湍流模型,对旅客列车空调硬座车厢内气流场和浓度场进行了数值计算。采用立方体代表旅客,以人体呼出的CO2作为代表性污染物,研究了非空载下车厢内气流和浓度分布。计算结果表明：现有的送风方式除车厢两端外,车厢内沿长度方向气流分布比较均匀;人体散热和太阳辐射对车厢内流场温度场影响较大,非空载时车厢内流场分布与空载时有较大差别,太阳照射和人体产生的热气流使车厢内存在较大的温度梯度;车厢内过道区浓度较低,但座位区由于人员集中,人体呼吸区污染物积聚,浓度偏高,且车厢中部断面污染     

基于无叶风扇改造的某型地铁车厢气流组织实验与数值模拟研究

为改善地铁车厢内气流组织提升热舒适性,采用基于涡轮技术开发的无叶风扇引入地铁车厢进行改造。采用实验和数值模拟相结合的方法研究地铁车厢改造前后不同工况下车厢内气流组织,并从速度场、温度场、空气龄、空气分布特性对研究结果进行分析。研究结果表明：采用无叶风扇对地铁车厢进行改造后,合理设计无叶风扇的送风速度可提升车厢内气流组织性能。与改造前相比,采用无叶风扇且送风速度为4 m/s时,车厢内气流速度不均匀系数降低了0.16,呼吸区平均空气龄降低了3.7 s,空气分布特性指标提升了11.09%。     

空调列车车厢内CO2浓度的模糊控制

以列车车厢内CO2浓度为控制对象,实现对新风量的控制.在车内CO2浓度控制系统中,应用模糊控制理论,将车内CO2浓度与设定浓度之间的误差以及误差变化率作为控制系统的输入量,新风阀门开度的变化作为输出量,并建立各输入、输出量的模糊集、论域、隶属函数以及模糊控制规则;确定列车硬座车厢内CO2浓度与时间、新风量之间的函数关系式,并应用所建立的模糊控制系统对列车硬座车厢内的CO2浓度进行模糊控制仿真实验,研究新风量与车厢内CO2浓度之间的变化关系.研究结果表明:运用模糊控制理论可对车内CO2浓度实现稳定、可靠的控制,为改善车厢内空气品质提供了一种新方法.     

空调列车运行时围护结构传入热量的研究

空调列车运行期间,车厢外部热环境参数随时间和空间的变化而导致车厢围护结构传入热量的波动.以T97次和T98次空调列车为例,通过计算一个设计日内车厢各朝向围护结构对外界温度波的衰减和延迟,得到列车运行期间各朝向围护结构传热量的波动规律,为今后列车车厢内热舒适性研究及列车空调机组实时运行调节提供了参考.图7,表2,参8.     

地铁活塞风的分析计算与有效利用

为了对地铁活塞风有一个比较全面和深入的认识与了解,对活塞风的形成机制及其作用于地铁隧道内的空气流动特性和影响规律进行了分析.以北京正在运营中的某地铁为研究对象,比较了SES与CFD商业计算软件PHOENICS(3.6.1)的计算结果,两者计算结果具有较好的一致性;将SES软件计算结果与现场实测结果进行了比较,结果同样具有较好的一致性.进一步将研究结果应用于正在设计中的北京某地铁通风空调工程设计,提出通过在地铁区间隧道内合理设置活塞风井,有效利用活塞风以减少空调能耗的设计方案.     

南昌市地铁车站内氡浓度水平调查分析

对南昌市地铁1号线和2号线车站内氡浓度水平进行监测,初步掌握南昌市地铁重点区域的氡浓度水平,并分析其对工作人员和公众人员带来的辐射危害.采用《环境空气中氡的标准检测方法》(GB/T14582—1993)中的径迹蚀刻法进行采样及测量,并根据《室内氡及其子体控制要求》(GB/T 16146—2015)中的公式进行相关人员年有效剂量评估.结果:南昌市地铁车站内氡浓度范围是8.30～23.72 Bq/m3,均值为14.45 Bq/m3,监测结果均低于400 Bq/m3的参考水平.车控室、站台、客服中心不同类型监测点氡浓度水平差异无统计学意义(P>0.05).1号线和2号线2条不同线路车站内氡浓度水平也无统计学意义(P>0.05).地铁车站内氡所致的工作人员和公众的年有效剂量均低于标准规定的限值要求.南昌市地铁车站内氡对工作人员和公众的辐射危害在安全范围内.     

不同送风角度下乘员集聚方式对客室气流组织的影响

载客量的提高对地铁车厢内环境产生一系列的影响,如温湿度分布不均匀、空气流动性恶化等,从而引起乘客的不适.为创造舒适、健康的地铁车厢内环境,本文利用ANSYS Fluent软件,基于k-e双方程湍流模型和SIMPLE算法,以夏季制冷模式下北京DKZ5型地铁车厢为计算模型,对比分析了30°、 45°、 60°、 90°送风角度下,乘客单人就坐、并排就坐、近距离并排背靠背站立、混合站立4种集聚模式对空调列车客室内三维空气流场与温度场分布的影响.结果表明:当送风角度为30°、 45°、 60°时工况4的温度不均匀系数最小,工况3的速度不均匀系数最小;送风角度90°时工况1的温度、速度不均匀系数均最小.     

基于幅流风机的地铁列车乘员人体热舒适分析

为研究幅流风机在地铁列车中对乘员人体热舒适影响.以应用新型幅流风机B型地铁车厢乘员为研究对象.采用数值模拟加载Stolwijk人体生理温度调节模型结合气流不舒适指标、Berkeley热舒适评价模型对车厢乘员人体热舒适进行研究.通过实验验证仿真模型准确性,分析了车厢空调送风温度为20℃时,加载幅流风机对乘员人体微环境和各指标的影响.并对比分析了不同频率扰动场函数工况乘员各指标差异.研究结果表明:幅流风机可提高车厢流场流速和均匀度,改善车厢内气流组织,优化人体微环境热流场.加载幅流风机后,乘员整体热感觉降低了7.3％、热舒适升高了0.76％.一定范围内,随着扰动频率的升高人体热舒适下降,最优扰动场函数频率为2.75次/min.     

沈阳市市区噪声监测——以沈阳地铁一、二号线为例

噪声污染作为世界四大污染之一,是影响人们生活与工作的主要因素.沈阳地铁一号线是中国东北地区第一条开通运营的地铁线路,沈阳地铁二号线是在沈阳地铁一号线之后中国东北地区开通运营的第二条地铁线路.对沈阳1号线,2号线地铁内各站站台,车厢内噪声做了检测,结果表明地铁列车高速运行是地铁站噪声的主要来源,地铁站环境噪声还与车站的广播次数和广播音量,客流量等有关.     

煤在加压流化床富氧燃烧条件下的碳转化规律

在15 kW加压流化床富氧燃烧实验台上,进行了内蒙古烟煤在850～900℃下的加压富氧燃烧实验,研究了压力为0. 1～0. 4 MPa、空气和21%～30%氧浓度的O_2/CO_2气氛下燃烧的碳转化规律.研究结果表明:稳态富氧燃烧条件下,加压流化床富氧燃烧实验台干烟气中CO_2浓度均超过90%.提高燃烧压力有利于提高碳转化率和CO_2生成率,有利于降低CO生成率.在压力0. 1～0. 3 M Pa范围内,CO_2生成率随着压力的增加基本呈线性递增关系,从85%左右增加到93%左右.进一步增加压力,CO_2生成率逐渐趋于平稳,并保持在较高水平.在压力为0. 4 MPa条件下,CO_2生成率增加到95%左右.提高O_2/CO_2气氛的氧浓度能够提高碳转化率和CO_2生成率,但是随着压力的提高,氧浓度对碳转化率和CO_2生成率的影响减小.     

煤颗粒固定床加压富氧燃烧特性及污染物生成试验研究

为研究煤加压富氧燃烧及其污染物生成特性,建立了加压水平管式炉富氧燃烧实验系统.以山西浑源烟煤为实验原料,探究了不同燃烧压力(0.1～0.9 MPa)和不同气氛(空气以及O_2浓度分别为21%,26%,31%,36%,41%的O_2/CO_2气氛)对煤加压富氧燃烧过程的燃烧特性以及污染物生成的影响.结果显示,与空气燃烧相比,O_2/CO_2气氛下煤燃烧时间增加;随着O_2浓度的增加,煤燃烧时间缩短;升高反应压力,煤燃烧速率增大且增幅逐渐减小;随着反应压力的提高NO_x生成量逐渐减少,O_2/CO_2气氛下NO_x生成量小于空气气氛下NO_x生成量,随着O_2浓度增加,NO_x生成量增加;压力升高导致SO_2生成量明显减少,O_2/CO_2气氛下SO_2生成量小于空气气氛下SO_2生成量,SO_2生成量随着O_2浓度增加而增多.     

上海地区不同建筑布局形式教室冬季室内空气环境的实测研究

对上海地区围合式与非围合式建筑形式的教室冬季室内热环境和CO_2浓度进行了实测,给出了不供暖教室的空气环境特征,分析了建筑布局形式对教室冬季室内热环境和空气品质的影响.结果表明,在上海地区,不论建筑形式如何,不供暖关窗教室热环境67.8%的时间均能满足基本热舒适要求,但空气品质恶劣,53.7%的时间CO_2浓度超过国家标准限值.在相同条件下,围合式建筑教室的较大冬季冷风渗透量使得其冬季室内温度低于非围合式建筑.     

YW25G型空调硬卧列车车厢内气流数值计算

以YW25G型空调硬卧列车车厢为研究对象建立物理模型. 物理模型中考虑了车厢内各障碍物, 包括边桌、行李架、床铺、折座等的影响, 采用K-ε湍流模型对车厢内三维湍流流动和传热进行数值模拟, 研究车厢内流场及温度场的分布变化规律. 研究结果表明: 下铺区域的气流组织及温度分布较好, 其次是中铺, 上铺区域的气流组织及温度分布较差;距车门越近, 气流组织越好, 车厢中部区域的气流组织最差;床铺区域的空气温度较走廊区域的空气温度低.     

热管式空调机组在空调系统的节能应用研究

以广州地区的办公建筑为例,就一次回风集中空调系统在空气处理过程中采用热管式空调机组时,不同室内设计温度下的空调系统能耗进行了分析,并且与常规的一次回风集中空调系统的耗能量进行了比较.研究结果表明:在相同的室内设计温度下,采用热管式空调机组处理空气的一次回风集中空调系统比常规的一次回风集中空调系统节省冷量和再热量.节能效果随着室内设计温度的提高而提高.在通常的室内设计温度22~26℃范围内,相应的冷量节能率为24.3%~25.8%,总耗能量的节能率为39.1%~41.0%.