بررسی تحلیلی پدیده پیستونی قطار در تونل مترو بر سیستم تهویه ایستگاه

در این مقاله یک رابطه تحلیلی جهت محاسبه سرعت باد پیستون و در نتیجه دبی هوای جریان یافته در تونل ناشی از حرکت قطار ارایه شده و نیز عوامل موثر در سرعت باد پیستون بررسی شده است. از آنجا که جریان هوای داخل تونل از نوع ویسکوز و تراکم پذیر است، معادلات حاکم بر جریان هوای داخل تونل، معادلات نویر استوکس میباشند که با فرض ساده کردن جریان به صورت تراکم ناپذیرو غیر لزج و با استفاده از روابط برنولی در مقطع مقابل قطار درتونل، رابطه تحلیلی سرعت جریان در تونل به دست آمده است. رابطه تحلیلی سرعت به کمک اطلاعات فنی یک نمونه قطار متحرک در تونل اعتبار سنجی شد و بیشترین مقدار خطای حاصل حدود 7/65 درصد حاصل شد که این مقدار خطا ناشی از ساده سازیهای صورت گرفته در ماهیت جریان هوای داخل تونل میباشد. سپس با کسب اطلاعات فنی ناوگان و خط متروی تهران به عنوان نمونه ای از تونلهای دوخط و شیراز به عنوان نمونهای از تونلهای تک خط ، سرعت باد پیستون در تونلهای تک خط و دوخط مقایسه شده است که سرعت باد پیستون در تونلهای تک خط حدود 10/5 درصد بیشتر از تونلهای دوخط میباشد. از نتایج این مقاله جهت ارایه بهینه ترین حالت طراحی آیرودینامیکی قطارهای مورد استفاده در سیستم حمل و نقل زیرزمینی و ارایه یک شاخص فنی محاسبه دستی برای طراحی سیستمهای تهویه ایستگاه ها میتوان بهره برد.

کلیدواژه ها:

اثر پیستونی ، تهویه تونل ، جریان هوا ، نیروی درگ وارد بر قطار ، طراحی آیرودینامیکی