文章简介：置换通风用于铁路空调客车的数值模拟与分析
经观察,各断面的温度分布类似,故以B-B断面为例，进行流场及舒适度的分析。
图4 送风温度为18℃时B-B截面处的速度立面图
5.2 舒适性分析 [6]
根据Fanger教授的热舒适方程式，
PMV=(0.303e-0.036M+0.028){M-W-3.05*10-3[5733-6.99(M-W)-Pa]-0.42[(M-W)-58.15]-1.7*10-5M(5867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96*10-8fcl[(tcl+273)4-(trp+273) 4]-fclhc(tcl-ta)} (2)
式中，
M—人体能量代谢率（w/m2）；
W—人体所作机械功（w/m2），在静坐和平地活动时为0；
Pa—空气水蒸气分压力（Pa）；
ta—周围空气温度（℃）；
trp—房间平均辐射温度（℃）；
fcl—穿衣面积系数；
tcl—衣服外表面温度（℃）；
hc—对流换热系数（w/m2k）
另有，
tcl=ts-Icl(R+C)
Icl—服装热阻(clo(m2?ｋ/w))；
R—人体外表面与周围环境的辐射热交换（w/m2）；
C—人体外表面与周围环境的对流热交换（w/m2）；
ts—人体平均皮肤温度（℃）。
PMV值与热舒适感觉的对应表：
热 暖 微暖 适中 微凉 凉 冷
PMV值 3 2 1 0 -1 -2 -3
本文利用PMV指标进行了舒适度的评价。
5.3 车厢特征断面的PMV分析
本文选取B-B断面 ,作为车厢内热舒适性分析的特征断面。PMV中M取 58.0w/m2;Ｗ取 0w/m2,Icl 取 0.5clo( 0.08m2?ｋ/w) ; trp可近似等于车厢内平均温度，Pa值由《标准大气压时不同温度下的饱和水蒸气分压力Ps值》查得饱和分压力值，然后按相对湿度为60%得出。
图5 B-B截面各特征高度的PMV值
由上图可以看出，当送风温度为18℃，速度为0.15m/s时，除0.5m高处受送风的影响，PMV值有所下降外，其余高度处基本在-0.1——0之间，有凉快的感觉，符合舒适性的要求。
5.4 改变送风温度与送风速度时的温度场与速度场分析
5.4.1 改变送风温度时的模拟结果
保持送风速度0.15m/s,观察改变送风温度时流场的变化情况。
模拟结果显示，19℃较18℃送风时风速变化不大，温度略有上升，工作区仍保持较为舒适的感觉；但到20℃时左侧超过27℃的点增多，超过高速列车设计任务书的要求，不宜采用。而送风温度低于18℃时右侧低于23℃的点增多，乘客容易感凉。总之，送风温度在18℃、19℃较为适宜。
5．4．2改变送风速度时的流场变化情况
将送风速度改为0.2m/s，观察流场的变化情况。
结果表明，提高送风速度为0.2m/s时，送风温度为19℃，右侧低于23℃的点增加很多，且0.5m高处风速超过0.3m/s的点也相应增加，不舒适程度增加；而若采用送风速度为20℃，整场速度增加不多，但由于温度相应提高，却是一种相对较为舒适的组合。
总之，由于置换通风送风直接送入人的工作区，送风速度提高不宜太大，在0.2m/s左右即可。送风速度在0.15m/s时，18℃、19℃送风较为合适，而风速为0.2m/s时，20℃送风较为合适。相对于混合通风来说，提高了空气品质。
6 结论
1.下送风用于铁路客车在我国尚无实际应用。由于新鲜空气直接送入人的工作区，对于改善空气品质有积极的意义。
2.送风速度在0.15m/s，送风温度在18℃时PMV计算有很好的舒适感，19℃时热舒适感仍较好。增大送风量时，送风温度应相应提高。
当然，本文的下送风方案，还有不尽完善之处，需要在以后的研究中优化。
参 考 文 献
1. 詹耀立主编：客车空调装置，北京：中国铁道出版社，1999
2．张桂荣：铁路客车空调气流组织的模拟与评价，西安建筑科技大学硕士论文，2001.6陈焕新等：铁路空调客车负荷的确定，中国铁道科学，2002（5），60-64
3．列车舒适度的评价，铃木，浩明等（日），国外铁道车辆，1999（2），26-32
4．马仁民：通风的有效性与室内空气品质，暖通空调，2000（5），20-23
5．陶文铨编著，数值传热学，西安交通大学出版社，2002年
王利，陆震等：铁路空调硬卧车客车室内气流组织的数值模拟,上海交通大学学报，2002（11），1579-1582
6．钱以明：高层建筑空调与节能，同济大学出版社，1995，8
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