摘 要

本文首先对管道真空磁悬浮列车车厢空气内循环系统的发展现状和应用前景进行了分析，然后查找并设计了几种能够实现的制氧方式，通过成本、可行性、可靠性等分析选取了最适合的一种方案，并以此方案为基础，设计了一整套管道真空磁悬浮列车车厢空气内循环系统，其中包括空气制取、空气净化、空气循环以及空气回收。本设计主要结合现有的设计理念，然后对其进行整合并加以创新，从而设计出一个能符合使用要求的空气内循环系统。设计中主要使用了solidworks、CAD等工程制图软件。

关键词：管道真空；空气内循环；创新；系统

Abstract

this paper first simulates the development status and prospect of the air circulation system in the pipeline vacuum maglev train. Then, several kinds of oxygen production methods are designed and designed. The most suitable method is selected by cost, feasibility and reliability. Based on this scheme, a complete set of ducted vacuum maglev train interior air circulation systems, including air preparation, air purification, air circulation and air recovery, was designed. This design combines the existing design concept, and then its integration and innovation, to design a can meet the requirements of the air within the circulatory system. In the design has mainly used some engineering drawing soft wares like solidworks and CAD.

Key Words：pipeline vacuum;air circulation;innovation;system.

目录

第1章 绪论.................................................................1

1.1 什么是管道真空磁悬浮列车..............................................1

1.2 管道真空磁悬浮列车的发展现状..........................................1

1.3 什么是空气内循环系统..................................................2

1.4 空气内循环系统的发展现状..............................................2

1. 空气制取方式的设计...................................................3

2.1 几种现有的空气制取方式................................................3

2.1.1 电解水制氧........................................................3

2.1.2 过氧化钠制氧......................................................3

2.1.3 压缩空气..........................................................3

2.2 几种空气制取方式的成本分析............................................3

2.2.1 电解水制氧........................................................3

2.2.2 过氧化钠制氧......................................................4

2.2.3 压缩空气..........................................................4

2.3 空气制取方式的选定....................................................4

1. 空气温度控制的设计...................................................5

3.1 设计目的..............................................................5

3.2 设计内容..............................................................5

3.3 空气混合活门的设计....................................................5

3.3.1 空气混合活门的原理................................................5

3.3.2 空气混合活门挡板的设计............................................6

3.3.3 空气混合活门阀芯的设计............................................8

3.3.4 空气混合活门的工作原理............................................9

第4章 温度传感系统的设计.................................................10

4.1 设计目的............................................................10

4.2 设计内容............................................................10

4.3 温度传感系统的选定..................................................10

4.4 温度传感系统的组成..................................................10

4.5 温度传感系统的工作原理..............................................11

1. 空气循环路线的设计.................................................12

5.1 设计目的............................................................12

5.2 设计内容............................................................12

5.3 空气循环路线的制定..................................................12

1. 空气回收方案的设计.................................................13
2. 空气压缩及净化的设计...............................................14

7.1 空气压缩方案的设计..................................................14

7.1.1 设计目的........................................................14

7.1.2 设计内容........................................................14

7.1.3 压缩机型号的选取................................................14

7.2 空气净化方案的设计..................................................14

7.2.1 设计目的........................................................14

7.2.2 设计内容........................................................14

7.2.3 空气净化装置的设计..............................................15

1. 应急方案的设计.....................................................16

8.1 设计目的............................................................16

8.2 设计内容............................................................16

8.3 应急方案的设计.......................................................16

8.3.1 应急方案一.......................................................16

8.3.2 应急方案二.......................................................17

结论.......................................................................18

致谢.......................................................................19

参考文献...................................................................20

第1章 绪论

1.1 什么是管道真空磁悬浮列车

管道真空磁悬浮列车，即是指将磁悬浮列车置于一个管道中，而管道进行抽真空处理，使管道中的大气压远低于外界空气，从而使空气阻力减小。众所周知，限制地面高速交通最高经济速度的根本因素是稠密大气，克服气动作用是地面高速交通的主要任务。气动阻力与速度的二次方成正比,气动噪音随速度七次或八次方而急增. 这是任何形式的交通工具都无法避免的客观规律^[1]。因此当列车达到一定速度后，再想提高，所需的成本远远高于收益。而管道真空磁悬浮列车则克服了这个缺点，因为管道中的空气阻力减少，所以列车能够以更低的成本达到更高的速度。

管道真空磁悬浮列车设计的的初衷，便是缩短一带一路的中长途旅行所需的时间。与现有的轨道交通相比，其初定的1000公里每小时的速度远高于现有轨道交通的400公里每小时。与现有的飞机相比，其1000公里每小时的速度与飞机相当，却拥有着价格比飞机便宜的优势。而近几年频发的空难事故，让很多游客出门旅游时都尽量避免乘坐飞机。所以，在轨道交通速度过慢，飞机价格过高且存在危险性的条件下，研发出一个“安全、高速、经济、环保”的新型交通工具势在必行。管道真空磁悬浮列车便有着速度快、安全性高、节能环保等多种优势，必将占有巨大的市场。

1.2 管道真空磁悬浮列车的发展现状

当今只有中国、美国和瑞士三个国家在进行对真空管道磁悬浮技术的研究。其中，美国的方案中大气压只有外界气压的几百分之一，过度追求真空度无疑会造成建造成本的高昂以及实际建造中的困难。瑞士的方案则是将管道铺设在地下，这种方案同样有造价昂贵的缺点^[2]。无论是美国还是瑞士，他们的研究都还停留在理论部分，而中国已经开始了对0.5个大气压的试验。在此大气压情况下，列车需克服的空气阻力减少，因而可以达到1000km/h的速度。1000km/h的速度仅仅是保守估计，科学家们预计下一步将列车的速度提升到4000km/h乃至更高。

美国科学家埃隆·马斯克设计的“子弹列车”——Hyperloop，目前正在美国内华达州的沙漠里进行试验。如果试验顺利，12分钟完成迪拜到阿布扎比150公里路程的梦想就将称谓现实。Hyperloop是一种高速地面运输系统，乘坐在座舱里的乘客将在巨大的真空管内高速运行，犹如被射出的一颗子弹^[3]。

瑞士Swissmetro系统是一种用于城市间的地下客运公共交通工具,其设计速度为500 km/h,它使用线性推动技术、磁悬浮与导向技术,实现了无接触的运行.为了减小空气阻力,降低系统的能量消耗,该系统采用地下隧道,并将其抽成部分真空,有利于列车低耗高速运行^[4]。

我国的管道真空磁悬浮列车研究正在进行经济可行性评估工作。一旦造价和维护成本能够控制在可以接受的范围内，那么到2020年有望实现试运行目标，2030年达到推广运营水平。西南交通大学首席教授张张卫华认为，速度将引领轨道交通技术的发展，下一代高速列车、高速磁悬浮轨道交通、真空管道轨道交通将成为未来轨道交通技术在高速方向重点发展的三个领域^[5]。