[发明专利]一种轨道交通车辆变截面均匀送风管道设计方法

说明书

本发明公开了一种轨道交通车辆变截面均匀送风管道设计方法，包括如下步骤：S1.划分空调分区，确定送风管道设计的必备参数和限制条件；S2.计算送风管道最小截面风管的风速v_r；S3.拟定变截面风管划分的管段数为n；S4.计算出风口的最小宽度w_omin；S5.计算变截面风管断面0的最小截面积S_0min；S6.计算送风支路管道的最小输送动力ΔP_emin；S7.计算出风口的宽度w_o；S8.计算变截面送风管道各断面的截面积S_i、高度H_i、宽度W_i。本发明既可以用于拟建车辆通风空调系统变截面送风管道的设计，又可以用于已完成车辆通风空调系统变截面送风管道的评估。本发明还可以用于其它工程领域。

技术领域

本发明属于通风与空调工程的设计方法领域，具体地说，涉及一种轨道交通车辆变截面均匀送风管道设计方法。

背景技术

在轨道交通车辆空调系统中，送风管道是连接空气处理单元和车厢客室的中间环节。它能否把设计送风量均匀地送入客室对于实现客室合理的气流组织分布、保障客室空气品质至关重要。关于轨道交通车辆均匀送风，国外公开的技术成果相对较少，而中国在引进外国技术的同时，尝试了积极的研发。

文献一(陈建云，臧建彬.地铁列车空调均匀送风风道概述[J].制冷，2017，36(141)：53-59.)指出：目前，国内外轨道交通车辆所采用的送风管道的主要有4种类型：圆管式送风、大截面准静压送风、条缝式静压送风、新型变截面送风。各种类型送风管道的应用和研究现状如下：

(1)圆管式送风管道是通过逐段进行详细的阻力计算和试验来确定不同管段的管径以满足不同位置送风需求的风管。文献二(龙静，王书傲.地铁车辆空调系统送风风道分析[J].电力机车与城轨车辆，2004，27(4)：40-42.)指出：这种类型的风管在国外轨道交通车辆上应用较多，比如：维也纳地铁、墨尔本地铁、纽伦堡地铁、奥斯陆地铁。但是，它的整个设计、制造与施工过程比较繁琐，国内地铁仅有个别线路采用这种类风管，如：广州地铁三号线和上海明珠线二期。

(2)大截面准静压送风管道是基于风管截面面积足够大，管内动压变小，静压较大且沿程变化较小的原理来近实现似均匀送风的等截面风管。大截面准静压送风管道比较适合车顶空间较大的车辆，比如铁路客车、地铁A型车。文献三(周生存，车城剑.国产地铁型车空调系统风道的设计分析[J].城市轨道交通研究,2008,(9):36-39.)介绍了国内A型车采用静压原理的风道结构特点和设计方法，其进一步的数值模拟结果显示：因为受到A型车尺寸的限制，风道并非完全意义上的静压，从而对出风均匀性产生不利的影响。

(3)条缝式静压送风管道是借鉴铁路客车大截面准静压送风的设计思路对地铁车辆送风管道进行的改进。文献四(王书傲，谈越明.空调客车均匀送风风道的研制[J].铁道车辆，1992，(8)：112-114.)指出：国内大部分地铁车辆一般采用条缝式静压送风管道，比如：长春、大连、北京、天津、南京和上海等城市的地铁车辆。文献五(杨晚生.客车空调静压均匀送风道的性能研究及诱导器的研制[D].青岛：青岛建筑工程学院，2002.)、文献六(刘洋，易柯，李颖明.地铁车辆风道系统出风均匀性设计[J].电力机车与城轨车辆，2011，32(1)：48-50.)、文献七(臧建彬，王晓东，史意，等.一种地铁列车用均匀送风风道:CN201020298338.7[P].2011-07-20.)研究结果表明：受实际地铁车辆尺寸的限制，风道截面积不能足够大，这种风管更不能实现真正意义上的静压送风。实际工程中，条缝式静压送风管道不得不采用改变出风口形状和尺寸或风道内设置阻体的方法改善送风均匀性。因此，也给设计、制造和施工带来一定的难度。