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随着列车运行速度的不断提高,列车的动能不断增大,制动过程中产生的热能也随之不断的增加,短时间内在制动盘上产生大量的制动热负荷,它使制动盘产生很大的温度梯度。如果制动盘在各表面散热不好,则容易发生制动失效和热裂纹等。因此制动盘各表面的对流换热系数的大小,直接影响制动盘在制动过程中的散热程度。列车制动盘运行过程中同时作两种运动,首先它和车轮以相同的转速旋转,其次它随列车有个平动速度。地面的存在对制动盘表面的对流传热有很大的影响。考虑到流动决定着对流传热的特性以及研究所用基本流动模型和实际相差甚远,本文将制动盘和滚轮按一定比例缩小,让模拟制动盘的小轮随着滚动轮在轨道上滚动来建立与实际制动盘工作时相似的流动模型。本文主要研究两部分内容:(1)通过设计不同直径的实验试件,采用萘升华技术得到制动盘表面的局部和平均努塞尔数的变化规律。(2)按照一定的比例设计制动盘内部通道的实验试件,并采用浸萘技术得到其内部平均努塞尔数的变化规律。本文采用萘升华传热传质比拟方法,对列车制动盘表面和内部通道的对流传热系数进行了实验研究,得到以下主要结论:(1)制动盘表面局部努塞尔数Nur随着半径r的增大逐渐减小。(2)制动盘表面的平均努塞尔数Nu随着旋转雷诺数Reω的增大而增大,并且得到了其相应的关联式:Nu=0.0667Reω0.814w。(3)制动盘表面的局部努塞尔数Nur与平均努塞尔数Nu的比值随r/R增大呈递减趋势,并且得到了相应的关联式:Nur=0.709Nu(r/R)-0.380。(4)由于地面的影响,在相同的旋转雷诺数Reω下,制动盘表面的平均努塞尔数比空气横掠旋转圆盘时的努塞尔数大。(5)在相同的Reω下,制动盘表面的平均努塞尔数比滚动轮表面的平均努塞尔数大。(6)当滚动轮直径不变时,实验小轮的直径越小,即小轮踏面距离地面高度越大,小轮表面的对流换热特性就越好。(7)当实验小轮直径不变,在相同的旋转雷诺数Reω下,滚动轮直径越大,即小轮踏面距离地面的高度越大,小轮表面的对流换热特性就越好。(8)小轮表面的对流换热系数h与角速度ω之间存在相应的关联式:h=1.8252C0.779。(9)制动盘内部通道的平均Nu数随着Reω数的增大而增大,并且得到了其相应的关联式:Nu=0.014Reω0.951 。