基于流场分析的列车轮盘制动温度场仿真

针对列车轮盘制动,建立了制动盘、车轮和车轴(轮盘)的几何模型,并根据不同区域的温度分布特点划分了疏密不同的有限元网格。根据列车的减速制动、进站停止、加速启动和匀速运行4种不同运行状态,建立了轮盘的热边界条件。采用均布热源法计算制动过程中输入制动盘面摩擦接触区的热流密度。在不同列车运行速度下,利用CFD软件对轮盘附近的流场进行稳态计算,进而获得不同速度下轮盘各表面对流换热系数的平均值,并利用最小二乘法拟合出平均对流换热系数与速度的函数关系。最后针对国内某一地铁线路,计算了连续两次紧急制动和经过10个车站的模拟运营制动(纯空气)两种工况下的轮盘温度场,得到了最高温度点的温度值随时间的变化曲线。     

流场分析在地铁车辆踏面制动温度场仿真中的应用

针对地铁车辆踏面制动,建立了车轮车轴的轴对称简化几何模型,并且根据温度梯度的分布特点划分了疏密不同的有限元网格。根据车辆的加速启动、匀速运行、减速制动和进站停止4种不同运行状态,建立了车轮车轴的热边界条件。采用均布热源法计算制动过程中输入踏面摩擦接触区的热流密度。利用CFD软件对车辆不同运行速度下的车轮车轴附近流场进行稳态计算,进而获得不同速度下车轮车轴各表面对流换热系数的平均值,并利用最小二乘法拟合出平均对流换热系数与速度的函数关系。最后针对国内某一地铁线路,计算了连续两次紧急制动和经过9个车站的模拟运营制动(纯空气)两种工况下的车轮车轴温度场,得到了最高温度点的温度值随时间的变化曲线。     

铁路罐式集装箱运输黄磷的充装量研究

在分析铁路运输黄磷的安全条件基础上,对罐式集装箱运输黄磷过程中弯道,坡道情况进行软件模拟,并核算重车重心高,确定合理充装量,说明充装量计量方式,可作为运输实践操作的理论依据与参考.     

受电弓双滑板下的弓网电接触稳态热流分析与验证

针对我国电气化铁路高速、重载下弓网高温引起的弓网热侵蚀问题,提出一种针对弓网滑动电接触在双滑板电接触点下的稳态热模型,说明弓网滑板双点取流和单点取流的热流分布差别。首先从双滑板接触点角度分析弓网受流,依据稳态热平衡方程构建了电接触在双滑板电接触点下的稳态热模型,并给出了边界条件;然后通过非接触式红外热像检测进行了不同条件参数下的稳态双滑板接触点受流测温实验与模型对比;最后验证了该弓网电接触在双滑板电接触点下的稳态热模型可以计算不同弓网接触压力、不同车速、双滑板不同受流、不同距离等情况下的稳态温度分布,并证实了模型的可行性和有效性。     

双馈风力发电机的稳态分析

在给出双馈风力发电机工作状况和等效电路的基础上,介绍了双馈风力发电机的稳态分析,对其定子和转子侧电流的计算过程进行了推算;随后,在已知电机额定参数的条件下,计算出满功率时定子和转子侧的能量和电流,对双馈风力发电机的稳态分析进行了仿真;最后,用双馈风力发电机组满功率发电实验时的电流波形验证了理论分析的正确性。     

铁路信号继电器的温度场分析及试验验证

建立了铁路信号继电器在热-电耦合作用下的数学模型,通过得到的有限元模型分析了不同环境温度下铁路信号继电器温度场的变化情况,仿真计算过程中考虑了环境温度以及温度的冲击。结果表明:铁路信号继电器的温升随环境温度的升高而降低;触头的温度从室温到稳态温度呈对数增长,并计算得到触头的热时间常数,推导出触头温升的理论曲线;温度冲击对铁路信号继电器影响较大,触头温度与环境温度呈正相关。     

轨道车辆CO2工质热泵空调系统设计与性能研究

当前轨道车辆空调系统常使用的R407C与R22工质因较高的温室效应将会被替代,选择一种节能环保、安全高效的工质无疑是未来轨道车辆空调系统的研究热点。CO₂作为自然工质,价格低、来源广且无回收问题,安全无毒、流动损失小且传热效果良好。文章设计了一种以CO₂为工质的轨道车辆热泵空调系统,对该系统中压缩机、气冷器、蒸发器、电子膨胀阀核心部件进行参数计算,进而借助AMESim软件构建了数值仿真模型,计算得到CO₂工质热泵空调系统在不同工况下的运行参数,分析了客室内温度对制冷量、制热量、COP的影响规律。研究结果表明,冬季工况下制热量、COP随着客室内温度上升而降低;夏季工况下制冷量、COP随着客室内温度上升而升高。分析了核心部件参数对系统性能的影响规律,最终采用正交试验法得到最优性能工况下的各部件参数,降低了系统运行功耗。     

20 ft 1C型硫酸罐式集装箱铁路运输可行性研究

为保障硫酸罐式集装箱铁路运输的安全性,阐述其技术参数及铁路运输过程中的安全要求,提出其应在罐体材质、框架结构强度、货物充装量、装卸方式、装车后的重车重心高度、防波板设置等方面满足我国铁路行业关于集装箱装运液体危险货物的要求.结合铁路运输实际情况,从罐式集装箱的罐体材质适用性、框架结构强度试验情况、充装量范围、装卸方式适...     

机车大功率半导体散热器稳态热阻的有限元分析

介绍了散热器热分析的基本方法。比较了两种常用的数值分析方法－有限单元法和有限差分法，应用有限元方法对ＳＳ８机车半导体散热器的稳态热分布进行了简要的分析。简化了试验过程，提高了热效率。     

电加热地板辐射采暖启动过程特性研究

基于能量守恒及传热学的基本理论,建立了电加热地板辐射采暖启动过程的数学模型,开发了用于预测各特征点温度随启动时间变化的计算软件。特征点分别为室内空气温度、地板上、下表面温度,屋顶的内、外表面温度,以及围护结构内、外表面的温度。为了验证程序的合理性,针对同一供暖房间,利用所开发的软件进行了计算并进行了实际测量。结果表明:软件计算值与实测值在合理的误差范围内。利用该软件,综合分析了加热功率、发热电缆覆盖层厚度、围护结构特性以及室外温度等因素对供暖房间升温速率的影响。     

预留打磨量和打磨温度对钢轨铝热焊接头平直度的影响

首先分析了铝热焊接头焊缝低塌的原因,然后通过现场试验测量初打磨后接头的最高温度、不同终打磨温度下焊缝中心低塌量以及接头冷却过程中温度的变化,分析初打磨轨顶焊筋的预留打磨量、终打磨温度对铝热焊接头焊后平直度的影响.结果表明:焊接60 kg/m钢轨铝热焊接头时,初打磨后轨顶焊筋应预留1.3 mm以上的打磨量;终打磨温度越低焊缝低塌量越小,随终打磨温度降低焊缝低塌量减小幅度逐渐变缓,终打磨温度为300℃时焊缝低塌量较小,终打磨温度低于200℃时焊缝无低塌现象;采用"初打磨+终打磨"的打磨方式可避免铝热焊接头焊缝低塌,提高打磨效率.     

软土变形参数的实测比较

根据深圳某软基处理项目的现场实测沉降数据，分析推算了淤泥的压缩指标，并与室内实验结果进行比较。结果表明，对于该地区的淤泥，用常规室内试验得到的压缩变形参数与软土的实际变形特性是相近的，可以满足一般的设计要求。文中还分析了残积土的变形特性，发现用室内实验结果计算得到的沉降量明显偏大，而用标贯实验结果估算的变形参数计算沉降量与实测结果一致，因此残积土的沉降量宜采用原位试验结果推算的压缩参数计算。     

轮轨摩擦温升有限元分析

基于有限元法和移动热源法,建立了轮轨摩擦非稳态传热计算模型,分析了车轮全滑动工况下三维模型和二维模型计算结果的异同,以及轮载、摩擦系数和相对滑动速度对钢轨摩擦温升的影响.结果表明,二维模型能模拟轮轨摩擦过程中钢轨纵截面温度变化规律;三维模型不仅能模拟钢轨纵截面温度变化规律,而且能模拟摩擦热的横向分布规律.车轮滑动过程中,摩擦热在轨面上引起的热影响区宽度在接触斑横向宽度范围内;接触斑中心处热影响层最厚,越靠近横向两侧,热影响层越薄.轮重不仅影响钢轨表面最高摩擦温升,而且影响热影响区域的大小;相对滑动速度越大,热影响层深度和宽度分别变浅和变宽;摩擦系数越大,热影响区越大.     

高速动车主变流器热管式空气冷却器散热性能试验研究

介绍了高速动车主变流器冷却器工作原理,研究了其热管式空气冷却器的传热特性,掌握机车IGBT功率模块冷却器在正常运行过程中的散热量和基板温度的工作范围,为散热器的选型和设计提供了科学依据。     

地铁辅助变流器功率损耗与热仿真分析

辅助变流器功率密度的不断提高使密闭箱体内的发热更加严重,因此辅助变流器热设计的重要性随之显现出来。以地铁辅助变流器为例,首先分析计算箱内各主要电气器件功率损耗,利用FloTHERM流体热仿真软件建立仿真模型,设置初始条件并求解计算,得出变流器运行中箱体内部的温度场和流场分布。之后对辅助变流器的样机进行了温升试验并将多测点实测温度与仿真结果对应位置进行了对比,对比的结果证明了热仿真方法对地铁辅助变流器进行发热情况分析的可行性与准确性,对辅助变流器的热设计提供了参考。     

高速列车司机室内热舒适性的评价与优化

高速列车司机室是整个列车运行的控制中枢,舒适的热环境可有效保证司机良好的工作状态,从而提高列车运行的安全性。本文利用Airpak三维软件对某型高速列车司机室内夏季和冬季极端工况下的热环境进行仿真计算,对司机室内的热舒适性进行评价。计算结果表明:夏季极端工况(室外温度35℃)下,司机头部温度偏高,头部PMV值偏大,人体感觉偏热;冬季极端工况(室外温度-20℃)下,热环境参数指标满足热舒适性要求。在不改变原有送风系统结构设计的前提下,对司机室空调送风口的风量分配以及送风角度进行了优化。仿真结果表明:优化后的司机室热环境得到明显改善。     

铁路罐车准装高度的计算与选择(下)

〔接上期〕7　准装高度系数推导的依据7.1　铁道部颁布的《铁运 [1995 ]10 4号铁道部文件》“铁路危险货物运输管理规则”中对铁路罐车罐体内液体充装量给予明确的界定。第五十八条规定“充装第二类以外的液体危险货物时 ,托运人应根据液体货物的比重 ,罐车载重 ,容积以及货温、气温变化 ,按规定确定充装量 ,不得超重”。特别强调 :“对比重低于 1的液体危险货物 ,罐体有效容积的膨胀余量上限为 8% ,下限为 2 0 %。凡充装后下限超过2 0 %的 ,罐体内部应安装隔板 ,以保持运输的稳定性”。按照上述规定 ,定义有效容积上限ＶＸＳ,有效容积中点…     

东风4型内燃机车排气总管发红原因分析及改进

1 前言 我段地处青藏高原柴达木盆地西缘,现配属东风4型机车59台,下设柯柯折返段,属高原缺氧、风沙、严寒地段,全段担当683 km的运营线和37 km的支线任务,年平均温度在-4 ℃～-16 ℃,最高温度为24.3 ℃～32 ℃,最低温度-30 ℃～-37 ℃,大气压力在64.25～71.45 kPa 之间,含氧量比内地低30 %～40 %以上.内燃机车在这里运行时,必然受到热负荷、喘振、启动加速度及炭烟极限等外界因素的限制.柴油机要发出特定的功率,总管就会发红,这是由于受到空气中含氧量的影响,根据我段近几年东风4型机车运用情况看,共发生总管红37台.     

备用柴油发电机组并联运行研究

针对大型公共设施内2台备用柴油发电机组单机运行和并联运行分别进行仿真,计算在不同启动方式下发电机的冲击电流、电压、功率瞬变和启动稳定时间等,分析其特点,据此提出两柴油发电机组应急启动方式.分析认为,两/多台柴油发电机并联运行有利于维持发电机在高效率工作状态,保证了供电的可靠性和连续性,提高了适应负载变化的能力.作为备用电源投入时应先分别带负荷,再进行准同期并列,以提高应急响应速度.     

基于深度学习的地铁列车走行部关键部件温度检测系统

地铁列车走行部的良好运行状态是列车安全运行的保障。针对其关键部件发热故障的检测问题，研发了基于深度学习的地铁列车走行部关键部件温度检测系统。该系统采用红外热像仪获取走行部热成像图，引入注意力机制模块和CIoU损失函数，改进YOLOv5目标检测模型，识别、定位出关键部件；对关键部件图像进行灰度化处理和自适应阈值分割等操作，提取温度。基于实验室的Pytorch深度学习平台，在南京地铁运营公司马群车辆段对所研发的系统进行实验。实验结果表明，该系统可以获取走行部热成像图，准确定位关键部件并提取其温度信息。