基于传热模型的融雪道岔优化方案研究

为解决电加热道岔融雪系统在工程应用中融雪不及时、不充分的问题，以60 kg/m钢轨轨型的道岔结构为研究对象，基于COMSOL Multiphysics有限元分析软件建立道岔结构“热源-钢轨-积雪”的耦合传热模型，通过仿真试验与现场试验，验证传热模型的准确性，并对比分析加热元件采用无接触安装方式与常规轨腰安装方式的温度分布和融雪效果。结果表明：(1)加热元件采用无接触安装方式较轨腰安装方式具有更好的融雪效果，加热元件工作1 h,无接触安装方式基本轨与尖轨间隙积雪域水的体积分数为0.92,高于轨腰安装方式水的体积分数0.79,能量利用率较轨腰安装方式提高16.5%;(2)无接触安装方式道岔结构的温度分布更加均匀，基本轨与尖轨间隙积雪域温度分布在0℃以下的区域更小，能量传递效率更高。