Метрополитенские тоннели, эксплуатируемые длительное время, сталкиваются с проблемой постоянного ухудшения тепловой среды, что серьезно влияет на их безопасную и эффективную работу. Технология энергетических туннелей является одним из эффективных способов решения этой проблемы. Существующие исследования не полностью раскрывают тепловые характеристики энергетических тоннелей с капиллярным теплообменником (CHE) в условиях инфильтрации, что ограничивает инженерное применение данной технологии. В этой статье, основываясь на демонстрационном проекте, создана трехмерная численная модель теплового и фильтрационного сопряжения для тоннеля метро с CHE, проанализировано влияние параметров работы теплообменника на теплопередающую способность энергетического туннеля при инфильтрационных условиях. Результаты показывают, что инфильтрация значительно улучшает теплопередачу энергетического тоннеля с щитом: при увеличении скорости инфильтрации с 0 м/с до 2.3×10⁻⁵ м/с теплообмен увеличился на 106,77% в отопительный период и на 276,00% в охлаждающий; теплообменные способности кольца CHE, ближе к входу инфильтрации, несколько выше, чем на удаленной стороне. Кроме того, скорость и температура входящего потока CHE существенно влияют на теплопередачу: при увеличении входной скорости с 0,06 м/с до 0,12 м/с теплообмен в охлаждающий и отопительный периоды вырос на 89,53% и 72,66% соответственно; при повышении температуры на входе на 6 ℃ в охлаждающий период и понижении на 6 ℃ в отопительный, теплообмен увеличился на 58,80% и 177,01% соответственно. Повышение скорости входного потока CHE и увеличение теплового перепада приводят к снижению однородности распределения температуры сегментов. Исследование может служить теоретической основой для проектирования и применения энергетических тоннелей с щитом.

энергетический тоннель;инфильтрация;капиллярный теплообменник;теплопередающие характеристики;метро