铁路道岔冷/热复合气流除冰融雪系统设计与钢轨热安全性分析

摘要

针对铁路道岔区域浮雪、压实雪和缝隙结冰并存，人工清理效率低、固定式电加热融雪系统低温环境热量
损失较大等问题，提出一种冷/热复合气流除冰融雪系统。系统采用高压离心风机产生常温高速气流，用于轨面浮
雪、融化残余物和道岔缝隙水分吹扫；采用小型涡喷发动机产生高温高速气流，用于尖轨、滑床板及转辙机附近压
实冰雪的局部融化与剥离。基于总体技术方案，建立冷吹风机功率匹配计算方法，分析热吹喷口和风道结构对作业
覆盖范围的影响，并结合已有流-热-固耦合仿真结果评价钢轨热安全性。结果表明：当尾喷口气流温度为700℃、
典型气流速度为220 m/s时，钢轨受热区最高温度为160.5℃，最大热应力为256.69 MPa，未达到材料危险水平；流
场能量残差约在1.2 s后趋于稳定，说明热吹除冰具有快速、局部和可控的特点。