在重工业领域,有诸多特殊的工作环境,如高温、高热甚至高粉尘环境等.该文着重高温环境下行车空调系统性能及空气环境气流组织的探讨和研究,对保证工业生产的正常进行和工作人员的身体健康具有重要意义.以风侧空气参数为媒介,研究空调系统的性能,分为稳态和非稳态两方面,稳态工况是考察环节中某一参数发生改变时相关部件的变化规律,非稳态工况是分析各个环节之间相关因素对时间的响应特性.对行车驾驶室内环境进行研究,系统分析了气流组织的主要影响因素,也就是送风参数、送回风口的相对位置、边界条件和初始条件等,在此基础上,对速度场和温度场的模拟结果进行对比分析.参照行车空调系统的实际工况,建立高温环境下空调系统的仿真程序,针对系统部件的各自特点采用相应的时态模型,也就是对压缩机和热力膨胀阀采用稳态的集中参数法建立数学模型,对蒸发器和冷凝器采用动态分相参数法建立数学模型进行研究,体现了制冷剂侧和风侧各参数的相互耦合和相互作用的关系.风侧空气参数可变的制冷系统,机组所处的环境温度和行车驾驶室的研究不是孤立的,该文首次在行车空调系统的研究中,综合考虑了行车驾驶室送、回风参数和车间环境温度的影响,对高温环境下行车空调的性能进行了系统的实验研究.在小扰动工况下,环境温度对制冷量有明显的影响,制冷系统是一个整体,环境温度间接通过冷凝器、压缩机和热力膨胀阀等部件对送、回风温度和制冷量产生影响,对于行车空调系统,制冷量对环境温度变化的响应有一段时间的延迟,研究中首次发现,虽然小扰动幅度不同,也就是行车空调所处的环境温度的变化幅度不同,但本文研究的行车空调系统制冷量产生变化的延迟时间并无较大差异,均为400s左右,说明制冷量对环境温度变化的延迟特性与机组本身有很大关系,而与扰动幅度的关系不大.直到环境温度又趋稳定之后,制冷量值才逐渐稳定.研究中首次发现,行车空调系统在小扰动工况下,压缩机电机功率和排气压力对环境温度的响应迅速,几乎在环境温度降低的同时,压缩机电机功率和排气压力也下降,在环境温度达到稳定状态时,压缩机电机功率和排气压力也渐趋稳定,仅仅在一定范围内存在小幅波动.这是因为制冷系统是一个耦合系统,机组所处环境温度影响到制冷剂冷凝器出口压力,随着制冷剂在系统内的循环流动,对蒸发压力产生影响,进而影响到压缩机吸、排气压力和压缩机电机功率,这个响应过程较快,小于采样周期60s.首次以行车驾驶室为求解域,建立空气流动与传热的数学物理模型-K-ε两方程模型,采用热辐射网络法,计算行车驾驶室内壁面的辐射换热,参考环境温度变化时送风温度的响应,建立三维流体流动与传热的微分方程,编写了行车驾驶室内流场与温度场计算的通用程序.建立了合理完整的行车驾驶室初始条件和边界条件,首次对2种送、回风形式,22种不同算例的空气流场、温度场进行数值计算,对计算结果进行可视化处理,得到了详尽而清晰的气流组织表述,可以为行车驾驶室送、回风形式的优化设计提供参考,为进一步研究人体热舒适奠定基础.