بررسی عددی تاثیر حرکت قطار درون تونل‌های زیرزمینی قطار شهری بر عملکرد سیستم تعویض هوا با مقایسه حالت فن روشن و خاموش

Abstract

سیستم مترو به عنوان سیستم حمل و نقل عمومی امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع سیستم یکی از پرمصرف‌رین سهم مصرف انرژی در آن به جز مصارف جابجایی مسافران، مربوط به سیستم تهویه تونل و ایستگاه است. در این پژوهش، حرکت قطار درون چهار ایستگاه و تونل‌های بینابین از سیستم قطار شهری زیرزمینی مدل‌سازی شده است. مدل تونل و ایستگاه‌ها با درنظرگرفتن مواردی مثل سالن بلیت، راه پله‌ها، سکوی تردد مسافران و سیستم تهویه شبیه‌سازی شده است. ابتدا صحت حل عددی با مقایسه با نتایج آزمایشگاهی منتشرشده در پژوهش‌های قبلی بررسی شده، سپس میدان جریان ناشی از حرکت قطار در تونل و ایستگاه‌ها در حالت‌های فن روشن و فن خاموش محاسبه و مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که حرکت قطار بر میدان جریان در اطراف بازشدگی فن‌ها و نیز دریچه‌های تهویه سقف سکو تاثیر گذار بوده وعملکرد سیستم تعویض هوای طراحی شده را به شدت تغییر می‌دهد. علاوه بر این میدان جریان در کل تونل و ایستگاه‌ها به طور کامل متاثر از حرکت قطار و اثر پیستونی ناشی از آن است. حرکت قطار سبب می‌شود که مقدار دبی تبادل‌شده از درب‌های ورودی ایستگاه و نیز دبی تبادل شده بین هر ایستگاه و تونل اصلی تقریباً به ده برابر حالت پایا برسد. همچنین جریان هوایی که از حرکت قطار نشات می-گیرد چندین برابر جریان هوایی است که از عملکرد سیستم تعویض هوا به وجود می‌آید. بنابراین استفاده بهینه از اثر پیستونی می‌تواند تاثیر بسزایی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد.