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高速列车K值仿真计算研究

1，冰，，

（轨道客车产品技术河北省市丰润区厂前路3号

：063035）

：在高速列车质量中旅客的舒适度是一项重要的指标，而客室内的温度高低

是影响舒适度的重要因素，为了达到客车通用技术条件的规定，除在车内设置必要的采暖

设备外，要求车体隔热壁应具有一定的隔热性能。且隔热壁的隔热性能要具有足够的稳定

性。因此提高和改善隔热壁的隔热性能是提高客室舒适度的有效途径。利用用FLUENT软

件对头车室、头车客室进行传热计算,得出头车在静止、运行两种状态下的传热系数K

值

：高速列车；隔热；K值；FLUENT

1引言

车体隔热壁的传热系数表示隔热壁允许热量通过的能力，是评定轨道车辆设计制造质

[1]

量的重要指标之一。目前，设计人员对高速空调列车传热负荷的确定大多靠经验值，设

计时对不同运营速度的列车其整车传热系数基本不变。实际上，传入列车车厢内的热量与

行车速度、构成车辆的各种材料的导热厢内的热量与行车速度、构成车辆的各种材料的导

热系数(即K值)，以及车内外温差、车辆内外几何表面积等因素有关。采用铝合金的车体，

其车辆隔热层采用多层复合结构，同时运用轻量化设计原则，合理利用每种隔热材料的特

性，有效地提高了整车的传热性能。本文以某高速列车为模型，进行整车的传热系数计算

分析。

2计算原理

研究动车组头车的车体传热系数问题，其实质是传热计算问题。

热量从车体壁一侧的空气传至另一侧的空气中，其传热过程包括了车体壁的传热

和车体壁边界的换热，车体壁的传热形式主要是热传导，车体壁边界的传热主要是空

气与壁面间的对流换热。

2.1导热

在车体壁的热传导过程中，由于车体壁并非均匀的材质构成，车体壁中的螺栓、螺钉、

钢垫板及安装梁等金属构件处容易形成冷桥现象，并且在钢钉等处是贯穿整个地板的，因

此在此处形成的冷桥现象又称“冷桥”[2]。冷桥的存在会导致车体传热系数的增加，使得

[3]

其隔热性能降低。因此在计算车体壁的导热系数时不能再按简单的计算方法来计算其导

热系数，应当考虑冷桥带来的影响，计算出整个车体壁的等效导热系数。

在出现冷桥而形成热流短路的情况下，其温度分布是三或二维平面问题，不能

按一态温度场来研究。这时，根据定律数学方程式可以写成：

1，CFD仿真工程师，，轨道客车厂前路3号，063035

tttt

c()()()

xxyyzz

（2-1）

车体壁的内表面的温度是受车外温度影响的，随着车外温度的变化，列车内表面的温

度也随着变