地铁环境中颗粒物污染水平的理论分析及数值模拟研究

发布时间：2023-07-31 20:00

　　随着我国城市化进程的加快，城市交通拥挤问题变得越来越严重，地铁交通系统在全国各大城市应运而生[1]，由于其便捷、高效、舒适的特性，地铁客流量逐年增加，导致列车行车间隔的缩短和列车运行次数的增加，这就不可避免的引起地铁站内空气质量的下降，对乘客和地铁工作人员的健康造成危害，部分城市地铁乘客已出现不适甚至晕倒的现象。因此，研究地铁车站的环境问题变得尤为重要。 本文采用集总参数模型，根据质量平衡控制方程，详细推导了不同地铁空调系统形式、屏蔽门开闭状况下地铁环境中颗粒物浓度的关系式，分析了室外颗粒物浓度、室内颗粒物初始浓度、过滤段过滤效率、出入口渗透风量、乘客的数量、二次悬浮等因素对颗粒物浓度的影响，给出了室外颗粒物浓度、站厅站台发尘量、颗粒物沉降率、地铁站初始浓度、屏蔽门漏风量的确定方法。 以西安某地铁车站为研究对象，依照实际工程设计资料建立全尺寸三维几何模型，采用尺寸函数的方法划分网格，混合物模型作为模拟的数学模型，按照实际测试数据作为模拟的边界条件，应用Fluent软件对车站公共区速度场、温度场、颗粒物浓度分布进行模拟分析，与实际测试结果进行对比分析，验证了模拟的准确性。并研究了PM10...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 地铁通风空调系统简介
        1.1.2 地铁系统运行特点
        1.1.3 地铁可吸入颗粒物来源
        1.1.4 地铁颗粒物暴露水平
        1.1.5 地铁颗粒物的危害
    1.2 研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文研究内容
2 地铁环境颗粒物浓度预测模型的建立
    2.1 模型的建立
        2.1.1 影响地铁环境颗粒物浓度的过程
        2.1.2 模型假设
    2.2 地铁颗粒物浓度模型
        2.2.1 全空气一次回风系统
        2.2.2 新风加风机盘管系统
    2.3 地铁颗粒物浓度的影响因素
        2.3.1 室外颗粒物浓度的影响
        2.3.2 室内颗粒物初始浓度值的影响
        2.3.3 过滤段过滤效率的影响
        2.3.4 出入口渗透风量的影响
        2.3.5 乘客的数量
        2.3.6 二次悬浮的影响
    2.4 参数的确定
        2.4.1 室外颗粒物浓度的确定
        2.4.2 站厅、站台发尘量的确定
        2.4.3 颗粒物沉降率的确定
        2.4.4 地铁站初始浓度的确定
        2.4.5 屏蔽门漏风量的确定
    2.5 本章小结
3 数值模拟理论基础与数学模型
    3.1 气固两相流的模拟方法
    3.2 两相流模型
        3.2.1 欧拉-欧拉模型
        3.2.2 欧拉-拉格朗日模型
    3.3 混合模型简介
    3.4 颗粒的受力情况分析
    3.5 本章小结
4 地铁颗粒物浓度分布的数值模拟
    4.1 工程概况
        4.1.1 车站简介
        4.1.2 通风空调系统设计概况
        4.1.3 车站公共区通风空调系统简介
    4.2 物理模型的建立
        4.2.1 模型假设
        4.2.2 模型的建立
        4.2.3 模型网格划分
        4.2.4 边界条件的设定
    4.3 模拟结果及讨论分析
        4.3.1 PM10质量浓度分析
        4.3.2 PM2.5质量浓度分析
        4.3.3 PM1.0质量浓度分析
    4.4 不同高度平面颗粒物浓度变化
        4.4.1 站厅层
        4.4.2 站台层
    4.5 车站不同高度平面颗粒物浓度之比
    4.6 本章小结
5 颗粒物浓度分布的优化研究
    5.1 不同风速下颗粒物浓度的分布
    5.2 不同气流组织下颗粒物浓度的分布
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间研究成果及获奖情况



本文编号：3838006