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列车通过隧道空气阻力研究

陶伟明  
【摘要】:无论是电力机车还是内燃机车牵引列车通过隧道时,都会产生空气附加阻力,而空气附加阻力是影响隧道坡度折减系数的关键因素。目前我国现行铁路设计规范中,对于隧道空气附加阻力的处理均是在凉风垭隧道试验公式基础上,通过分析、计算、简化体现的。而凉风垭隧道试验年代久远、技术标准低、设备和技术条件较差,其试验隧道仅为长度4270m的单线隧道,其试验结果是否适用于长大隧道尚缺乏研究和验证。同时随着铁路技术标准的提高,隧道有效断面积增大、隧道长度大幅增加、列车在隧道中的运行工况更加复杂、列车速度和速差增大、隧道线路平纵断面条件变化和牵引动力快速发展等,原有凉风垭隧道试验得出的经验已远远落后于当今铁路技术的发展。 在此背景下,本论文结合我国当前出现的不同隧道长度、隧道不同断面内净空、不同牵引条件、列车不同编组长度及牵引质量等组合条件下的单列列车、两列车在隧道内交会、越行情况下开展附加空气阻力的理论及计算方法的研究。通过研究主要得到以下结论: 1、采用非恒定流的理论计算方法,对不同隧道断面内净空、不同隧道长度、列车不同运行时速、不同牵引机车及列车编组条件下的多种工况开展了隧道附加空气阻力计算,得到了隧道附加空气阻力的变化规律。 2、对两列车在隧道内相向交会及同向越行模式下的各个运行阶段开展了附加空气阻力的理论计算方法研究,提出了列车在隧道内相向交会及同向越行运行条件下的空气阻力变化规律及一维理论解析方法。 3、采用隧道现场惰性试验方法,获得了单列车通过隧道的附加空气阻力,对隧道非恒定流附加空气阻力的理论计算方法进行了验证。


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