市域铁路地下长隧道热环境模拟及排热形式研究

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随着城市规模的扩大,居民的出行空间进一步扩大,加大了中长距离的出行需要,此时仅利用地铁已经满足不了快速增长的交通客流需求。市域铁路作为一种解决居民中远距定期出行的交通模式,承担着中短途城际客流的运输,它除了具有城市轨道交通的普遍特点之外,还具有一些独特的特点,包括行车速度较高,站间距较长,地下车站数目比地铁要少等,这些线路运行特点将导致市域铁路隧道的通风特性与地铁存在差别,因此存在进一步研究的必要。本文研究以温州S1线为工程依托,针对市域铁路隧道的通风问题进行探讨。首先建立了相应的一维线路模型,应用地铁环控模拟软件SES对不同运营时期下隧道内的热环境进行了研究,进一步分析了行车对数、列车速度和客流量对隧道热环境的影响规律,初步探讨了轨道排热系统的取消可行性,并针对列车在线路不同位置下的阻塞工况进行了分析,给出了线路各阻塞工况下的通风方式和风机风量推荐值。为了更全面、准确的反映市域铁路隧道中近场分布特征,本文采用FLUENT建立了包含双站台的长隧道三维模型,并采用动网格的计算方法,在常规的有轨顶和轨底排热风口的通风设置下,对列车运动过程中的流场、温度场的近场分布特点进行了详细研究,分析了活塞风的变化规律和对车站轨行区热环境的影响,为实际工程中的活塞风利用和对通风设备进行节能优化提供了一定依据。本文还探讨了不同通风设置下长隧道中轨行区的通风热环境情况,获得了取消轨顶和轨底风口、只设置轨顶排热风口、只设置轨底排热风口三种工况下的车站轨行区温度场分布,研究结果说明,在只设置轨顶排热风口时,车站轨行区内温度场可以满足通风要求,而其他两种工况将造成车站轨行区温度过高。综合考虑工程投资和施工难度,建议在工程施工中采取只设置轨顶排热风口的排热设置形式。
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