本實用新型涉及一種實驗裝置，具體涉及一種研究列車?？克淼纼染仍具^程中活塞風變化的實驗裝置。

背景技術：

鐵路隧道是修建在地下或水下并鋪設鐵軌供機車車輛通行的建筑物。根據(jù)其所在位置可分為三大類：為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道；為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道；為適應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱為城市隧道，這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。近年來，伴隨我國國民經濟的快速發(fā)展，鐵路建設規(guī)模不斷擴大，在建設標準不斷提高的同時，誕生了越來越多的長的鐵路隧道，根據(jù)鐵路“十二五”規(guī)劃，鐵路系統(tǒng)將加快鐵路發(fā)展，提升現(xiàn)代化水平，建設與經濟社會發(fā)展基本適應的鐵路網，到2015年，鐵路運營里程達到12萬公里，截至2014年底，我國鐵路運營總里程已突破11萬公里，其中高鐵運營總里程超過1.5萬公里。在我國鐵路隧道建設向著埋深越來越大、長度越來越長的方向發(fā)展的同時，隧道建設及運營中的安全問題是關注的重大技術問題。

列車在隧道中運行時，由于車頭對前方空氣的推動以及車尾負壓區(qū)域對后方空氣的影響，使隧道內列車前后的空氣向列車行駛方向流動，形成了活塞風。產生活塞風的根本原因在于，列車經過前后隧道內壓差的形成。當列車在鐵路隧道中發(fā)生火災時，需要快速開往救援站停靠，進行防災救援及人員疏散。這一過程中，列車將從勻速行駛經歷減速，直到停止狀態(tài)，隧道內活塞風表現(xiàn)出多樣的變化形式，會對火災時救援站的通風排煙產生影響，火災隧道內的煙流將通過救援站橫通道流向未火災隧道(或平導)，致使高溫煙氣會隨著風流由橫通道竄向未火災隧道(或平導)，對疏散人員造成危害。

通過查閱文獻可知，國內外對列車發(fā)生火災等緊急情況駛向救援站(勻速、減速、停止)這一復雜的行駛過程中所產生的活塞風的研究幾乎是空白。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的問題是：現(xiàn)有技術缺少對列車在隧道內發(fā)生火災等緊急情況下駛向救援站(勻速、減速、停止)這一復雜的行駛過程中所產生的活塞風的研究，提供一種研究列車?？克淼纼染仍具^程中活塞風變化的實驗裝置，通過該實驗裝置，能夠在可控前提下開展列車緊急停靠救援站過程中，對隧道內活塞風的測量研究工作。

本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn)：

研究列車?？克淼纼染仍具^程中活塞風變化的實驗裝置，包括隧道模型和列車模型，所述隧道模型包括行車隧道和未行車隧道，還包括動力牽引系統(tǒng)和風速測量系統(tǒng)；沿所述隧道模型的長度方向有一段隧道模型設置為救援站，在救援站部分設置有多條連接行車隧道與未行車隧道的疏散橫通道，且所述隧道模型用于為列車模型提供行車通道；所述動力牽引系統(tǒng)用于為列車模型提供牽引力；所述風速測量系統(tǒng)用于測量并儲存隧道模型內的風速。使用本實用新型時，將列車模型置于隧道模型的行車隧道進口外一定距離處，列車模型在動力牽引系統(tǒng)的作用下駛入行車隧道，并在動力牽引系統(tǒng)的作用下?？吭谛熊囁淼纼鹊木仍静糠郑熊嚹Ｐ驮谶@一過程會經歷加速、勻速、減速和停止四種狀態(tài)，而隧道模型的行車隧道在這一過程中會產生活塞風，用戶通過風速測量系統(tǒng)可以在可控前提下開展列車緊急停靠救援站過程中，對隧道內活塞風的測量研究工作。

進一步地，所述動力牽引系統(tǒng)包括動力裝置和牽引裝置；所述列車模型通過牽引裝置與動力裝置相連。牽引裝置起到連接列車模型與動力裝置的作用，將牽引裝置與動力裝置分開設置，便于維護和更換，同時也方便使用者操作。

進一步地，所述牽引裝置包括牽引線、第一繞線輪和第二繞線輪，所述動力裝置為電動機；所述第一繞線輪設置于行車隧道的進口側，第二繞線輪設置于行車隧道的出口側，且第二繞線輪的中心與電動機的轉軸固定連接；所述牽引線的一端與列車模型的尾部相連，牽引線的另一端依次繞過第一繞線輪和第二繞線輪后穿過行車隧道與列車模型的頭部相連。使用本實用新型時，列車模型位于第一繞線輪和第二繞線輪之間，牽引線始于列車模型尾部(頭部)，經過兩個繞線輪，止于列車模型頭部(尾部)，形成一個閉合回路，電動機作為動力機構，當電動機運行時，電動機的轉軸帶動第二繞線輪轉動，第二繞線輪帶動牽引線移動，牽引線帶動列車模型運動，當電動機改變轉速或轉動方向時，列車模型也隨之改變運動速度或運動方向，此外，也可以通過改變第一繞線輪和第二繞線輪的輪徑來調整列車模型的運動速度。因此，本實用新型可以對不同條數(shù)疏散橫通道的救援站、不同行車速度、不同行車狀態(tài)進行組合，從而可實現(xiàn)對現(xiàn)實情況下含救援站的特長鐵路隧道的多種工況下活塞風實驗的分析研究工作。

進一步地，所述牽引線為釣魚線。使用釣魚線可以節(jié)約本實用新型的成本，而且便于更換，易于操作。

進一步地，所述電動機為變頻調速電機。電機采用變頻調速，可以使調速更加容易并可以實現(xiàn)無極調速，而且變頻調速器在使用中無火花，具有防爆和環(huán)境適應能力強的優(yōu)點。

進一步地，所述風速測量系統(tǒng)包括風速測量器、數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器；所述風速測量器用于測量隧道模型內的風速并將風速轉化為電信號，然后將電信號傳遞給數(shù)據(jù)采集器；所述數(shù)據(jù)采集器用于接收風速測量器傳遞的電信號并將該電信號傳遞給數(shù)據(jù)處理器；所述數(shù)據(jù)處理器用于接收數(shù)據(jù)采集器傳遞的電信號并將電信號轉換為風速數(shù)據(jù)，然后對該風速數(shù)據(jù)進行儲存。

進一步地，行車隧道的救援站進口處、行車隧道的救援站出口處、未行車隧道的救援站進口處、未行車隧道的救援站出口處以及疏散橫通道與未行車隧道的連接處均設置有風速測量器。通過在隧道模型內多個位置設置風速測量器，使采集的數(shù)據(jù)更加準確全面，也更加接近現(xiàn)實情況，從而使模擬效果更真實，有利于研究人員的分析研究；另外，在疏散橫通道與未行車隧道的連接處設置風速測量器，可以研究隧道發(fā)生火災時活塞風可能對救援站通風排煙產生的影響，從而有助于工作人員采取科學有效的疏散措施，減少財產損失和人員傷亡。

進一步地，所述風速測量器的型號為YGM210。

進一步地，所述隧道模型的材料為PVC管。PVC管具有較好的抗拉、抗壓強度，并且不受潮濕水分和土壤酸堿度的影響，管道鋪設或粘接時不需任何防腐處理，易于保存。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本實用新型可以填補現(xiàn)有技術中列車在隧道內發(fā)生火災等緊急情況下駛向救援站(勻速、減速、停止)這一復雜的行駛過程中對所產生活塞風的研究的空白，通過本實用新型，研究人員能夠在可控前提下開展列車緊急?？烤仍具^程中對隧道內產生的活塞風的測量研究工作。

2、本實驗裝置可對不同條數(shù)疏散橫通道的救援站、不同行車速度、不同行車狀態(tài)進行組合，從而可實現(xiàn)對現(xiàn)實情況下含救援站的特長鐵路隧道多種工況活塞風實驗的分析研究工作。

3、在數(shù)據(jù)采集方面，研究人員可以通過風速測量器、數(shù)據(jù)采集器及數(shù)據(jù)處理器對隧道及救援站內各測點數(shù)據(jù)進行采集記錄與分析研究，模擬效果好，研究結果還原度高，參考價值大。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為本實用新型的風速測量器安裝位置示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1—列車模型，2—隧道模型，3—行車隧道，4—未行車隧道，5—疏散橫通道，6—電動機，7—第二繞線輪，8—第一繞線輪，9—牽引線，10—風速測量器。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。

實施例1

如圖1和圖2所示，本實施例提供一種研究列車?？克淼纼染仍具^程中活塞風變化的實驗裝置，包括列車模型1、隧道模型2、動力牽引系統(tǒng)和風速測量系統(tǒng)，隧道模型2包括行車隧道3和未行車隧道4，沿所述隧道模型2的長度方向有一段隧道模型2設置為救援站，在救援站部分設置有多條連接行車隧道3與未行車隧道4的疏散橫通道5，且隧道模型2用于為列車模型1提供行車通道，動力牽引系統(tǒng)用于為列車模型1提供牽引力，風速測量系統(tǒng)用于測量并儲存隧道模型2內的風速。

動力牽引系統(tǒng)包括動力裝置和牽引裝置，列車模型1通過牽引裝置與動力裝置相連；動力裝置為電動機6，牽引裝置包括牽引線9、第一繞線輪8和第二繞線輪7，第一繞線輪8設置于行車隧道3的進口側，第二繞線輪7設置于行車隧道3的出口側，且第二繞線輪7的中心與電動機6的轉軸固定連接，牽引線9的一端與列車模型1的尾部相連，牽引線9的另一端依次繞過第一繞線輪和第二繞線輪后穿過行車隧道3與列車模型1的頭部相連；風速測量系統(tǒng)包括風速測量器10、數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處理器；風速測量器10用于測量隧道模型2內的風速并將風速轉化為電信號，然后將電信號傳遞給數(shù)據(jù)采集器；數(shù)據(jù)采集器用于接收風速測量器10傳遞的電信號并將電信號傳遞給數(shù)據(jù)處理器；數(shù)據(jù)處理器用于接收數(shù)據(jù)采集器傳遞的電信號并將電信號轉換為風速數(shù)據(jù)，然后對風速數(shù)據(jù)進行儲存。

本實施例中，行車隧道3的救援站進口處、行車隧道3的救援站出口處、未行車隧道4的救援站進口處、未行車隧道4的救援站出口處以及疏散橫通道5與未行車隧道4的連接處均設置有風速測量器10；此外，牽引線9為釣魚線，電動機6為變頻調速電機，風速測量器10的型號為YGM210，隧道模型2的材料為PVC管。

實施本實施例時，將列車模型1置于隧道模型2的行車隧道3的進口外一定距離處，且列車模型1位于第一繞線輪8和第二繞線輪7之間，牽引線9始于列車模型1尾部(頭部)，經過兩個繞線輪，止于列車模型1頭部(尾部)，形成一個閉合回路，電動機6作為動力機構，當電動機6運行時，電動機6的轉軸帶動第二繞線輪7轉動，第二繞線輪7帶動牽引線9移動，牽引線9帶動列車模型1運動，當電動機6改變轉速或轉動方向時，列車模型1也隨之改變運動速度或運動方向，此外，也可以通過改變第一繞線輪8和第二繞線輪7的輪徑來調整列車模型1的運動速度。因此，列車模型1可以在電動機6的帶動下駛入行車隧道3，并在電動機6的作用下?？吭谛熊囁淼?內的救援站部分，列車模型1在這一過程會經歷加速、勻速、減速和停止四種狀態(tài)，而隧道模型2的行車隧道3在這一過程中會產生活塞風，從而模擬列車緊急?？烤仍镜倪^程，并且可以對不同條數(shù)疏散橫通道5的救援站、不同行車速度、不同行車狀態(tài)進行組合，用戶通過設置在隧道模型2內的多個風速測量器10實現(xiàn)對現(xiàn)實情況下含救援站的特長鐵路隧道的多種工況下活塞風實驗的分析研究工作。

本實施例通過在隧道模型2內多個位置設置風速測量器10，使采集的數(shù)據(jù)更加準確全面，也更加接近實際情況，從而使模擬效果更真實，有利于研究人員的分析研究；另外，在疏散橫通道5與未行車隧道4的連接處設置風速測量器10，可以研究隧道發(fā)生火災時活塞風可能對救援站通風排煙產生的影響，從而有助于工作人員在實際情況中采取科學有效的疏散措施，減少財產損失和人員傷亡。

實施例2

在實施例1的基礎上，本實施例中，隧道模型2采用1:50的縮比例模型，且隧道模型2長100m，列車模型1長8m，列車模型1的在實驗初停靠在行車隧道3的進口外8m處；另外，救援站設置在隧道模型2的中部，救援站長11m，救援站部分包括11條疏散橫通道5。

實施例3

在實施例2的基礎上，本實施例中，在每條疏散橫通道5與未行車隧道4的連接處都設置有風速測量器10，風速測量器10的數(shù)量一共為15個。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。