شبیه‌سازی انتشار آلودگی لکوموتیو ER24PC در تونل قطار خط تهران-تبریز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی دانشگاه علم و صنعت

2 دانشجوی ارشد دانشکده مهندسی راه اهن گرایش ماشین های ریلی ددانشگاه علم و صنعت

چکیده

شبیه‌سازی جریان سیال درون تونل روشی مناسب برای مطالعه و بررسی پراکنش آلاینده‌ها و ارزیابی راندمان تهویه تونل می‌باشد. در این پژوهش به بررسی تونل خط تهران – تبریز که دارای طول 8 کیلومتر است و از آن لکوموتیو ER24PC عبور می‌کند، پرداخته می‌شود. این تونل به دلیل طویل بودن و عبور قطارهای دیزل و لزوم خروج گازهای حاصل از احتراق موتور دیزل، تأمین هوای تازه برای مسافران و تامین دمای مناسب برای سیستم موتور و کندانسورهای تهویه قطار حائز اهمیت است. در تحلیل عددی از نرم‌افزار فلوئنت استفاده‌شده است. براساس استاندارد آلایندگیEU III A مقادیر محصولات احتراقی خروجی از لکوموتیو به دست آمده و در جعبه ابزار، جزء انتقالی نسبت مولار آلاینده‌های خروجی از لکوموتیو ER24PC در نرم‌افزار وارد شده است. در حالت بحرانی دو قطار در این شبیه‌سازی درنظر گرفته شده است که با سرعت  با استفاده از مش دینامیکی و واردکردن کد حرکتی UDF، در دو خط به سوی یکدیگر حرکت می‌کنند. شبیه‌سازی با مدل آزمایشگاهی گزارش‌شده در مقالات تایید شده و عملکرد سیستم تهویه و حرکت قطار در پخش آلاینده‌ها و توزیع دما در طول تونل بررسی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Chen, F., Guo, S. C., Chuay, H. Y., & Chien, S. W. (2003a). Smoke control of fires in subway stations. Theoretical and computational fluid dynamics, 16(5), 349-368.
Chen, F., Chien, S. W., Jang, H. M., & Chang, W. J. (2003b). Stack effects on smoke propagation in subway stations. Continuum Mechanics and Thermodynamics, 15(5), 425-440.
Colella, F., Rein, G., Borchiellini, R., Carvel, R., Torero, J. L., & Verda, V. (2009). Calculation and design of tunnel ventilation systems using a two-scale modelling approach. Building and Environment, 44(12), 2357-2367.
Diesel Engines for Push-pull trains and locomotives with Emissions Stage EU III A, Engine model 16V 4000 R43L. Available from: www.desa.ir/fa/moshakhasatmtu.pdf
EU Emission Standards for Heavy-Duty Diesel and Gas Engines: Transient Testing, Tier Euro III, Test ETC, October 2000. Available from: https://www.dieselnet.com/standards /eu/hd.php
Hu, L. H., Peng, W., & Huo, R. (2008). Critical wind velocity for arresting upwind gas and smoke dispersion induced by near-wall fire in a road tunnel. Journal of Hazardous Materials, 150(1), 68-75.
Karki, K. C., Patankar, S. V., Rosenbluth, E., & Levy, S. (2000, November). CFD model for jet fan ventilation systems. In BHR group conference series publication (Vol. 43, pp. 355-380). Bury St. Edmunds; Professional Engineering Publishing;
Ke, M. T., Cheng, T. C., & Wang, W. P. (2002). Numerical simulation for optimizing the design of subway environmental control system. Building and Environment, 37(11), 1139-1152.
Kim, J. Y., & Kim, K. Y. (2007). Experimental and numerical analyses of train-induced unsteady tunnel flow in subway. Tunnelling and Underground Space Technology, 22(2), 166-172.
Mounesan, M., Talaee, M. R., & Molatefi, H. (2016). Investigation of Effective Parameters on Critical Ventilation Velocity in Underground Tunnels. Mechanical Engineering, 48(1).
National Fire Protection Association. (2014). NFPA 130: standard for fixed guideway transit and passenger rail systems. NFPA.
Pulkrabek, W. W. (1997). Engineering fundamentals of the internal combustion engine (No. 621.43 P8).
Ricco, P., Baron, A., & Molteni, P. (2007). Nature of pressure waves induced by a high-speed train travelling through a tunnel. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 95(8), 781-808.
Tsai, K. C., Chen, H. H., & Lee, S. K. (2010). Critical ventilation velocity for multi-source tunnel fires. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 98(10), 650-660.
Tsai, K. C., Lee, Y. P., & Lee, S. K. (2011). Critical ventilation velocity for tunnel fires occurring near tunnel exits. Fire Safety Journal, 46(8), 556-557.
White, F. M. (2003). Fluid mechanics. 5th. Boston: McGraw-Hill Book Company