主题：高铁时速每提升10公里，能耗加倍？ -- 沐右
- 复 以列车为整体来说
家园 既然承认影响了能量转化效率，那么引文的质疑就不全面了 对于高速运动的列车，其能耗主要用于克服空气的阻力，单位距离里面耗费的能量应该正比于速度的平方而不是三次方，因此，速度加倍，能耗变成原来的四倍。因此，同样是从武汉到广州，相比320公里每小时的速度，以330公里每小时的速度运行会让能耗增加约6.3%，而以487.3公里每小时的速度运行，能耗会增加约130%，无论怎么说，离“速度每提升10公里”，能耗“成倍提升”都差的挺远的。这里的估算没有计算效率因素，就是从输入的电能到转化成推动列车“整体”向前开的运动能，这部分的转换效率与速度的关系。家园 功率系统的最佳效率往往是在设计指标附近 如果CRH380的设计指标是380，那么就要把最佳效率点放在380附近，包括电机、逆变器、转向架等等所有的功率系统。除非有不可克服的技术障碍。但看CRH380能跑480+的数据来看，不大可能存在不可克服的技术障碍。因此CRH380在380附近至少效率不会太差。
再说，这种大功率的设备，效率都不可能太差。因为太差了，散热问题就把系统整个搞死了。所有损失的功率，可都要在系统的核心部件转化成热。CRH380没有看到装比其它系列车显著大的散热器，显然其效率不会比其它车差多少。
家园 这段是什么意思呢？ “从输入的电能到转化成推动列车“整体”向前开的运动能，这部分的转换效率与速度的关系”。
没有运动能的说法，你是说动量吗？电能转为动能的话，整体过程是守恒的，你说的转换效率一说，要么是热能，要么是传导摩擦力，或空气阻力之类的，不知你说的能量转化效率是哪一块？
家园 出学校的时间长了，说话不严密了 我是指输入电能的能推动列车前进的有效功率
家园 经验公式说明高速下空气阻力主导，能耗正比速度平方是对的。 经验公式里面，高铁运行速度下空气阻力（平方项）占主导地位，其他两项（包括轮轨及内部部件阻力等等）和它相比小的多。
因此，一定路程里能耗和速度平方成正比的说法是没有问题的。
家园 速度提高的时候，动力系统的能耗 速度提高的时候，动力系统的能耗是如何增加的？
如同汽车一样，时速80的时候最省油。120的时候反倒油耗大。
车不同，排气量不同，最省油的时速也不同。
家园 汽车的最省油时速 有一个前提，就是汽车启动后，静止不动也会消耗汽油，以维持仪表等的消耗。因此，汽车的单位时间能量消耗可以用一个公式表示（不太靠谱的资料，不过道理是对的）
av+bv^2+cv^3+d
不同汽车的常数并不一样。
这样，平衡一定路程里面的能量消耗要把上面的公式除以速度，d/v项随着速度增加而减少，所以平衡起来，可以得到一个最省油的速度。值得注意的是，这个速度比一般高铁运行的速度低的多（这是废话，汽车的最高速度就比高铁慢。。）。
高铁也有这个常数项的值，比如空调和照明。但是在高铁的速度范围内，阻力里面v平方项（功率里的立方项）占主导，并不存在这么一个最省电的速度。或者说，这个最省电的速度低于一般高铁运行的速度，省电并不是高铁的第一需求，不应为了省电而追求这个速度。
家园 高铁阻力的经验公式 在松鼠会网站上贴这篇文章的时候（链接），有一位网友（yinruowen ）给出了一个高铁运行时阻力的经验公式
f=0.00055*v*v+0.0077*v+2.04
速度v的单位是千米每小时，计算出的阻力单位是千牛，再乘以速度，就可以得到给定速度下的和阻力相关的单位时间的能耗。这个公式据说是出自张曙光的《京沪优化指南》。这个是特定车型（CRH3C）的公式，其他车型的和这个类似。
这个是CRH3C一阶段的数字，实际上CRH380C也差不多，因为没有二阶段减阻，CRH380A的话阻力比较小根据这个公式，空气阻力（v平方项）在v>91.6的时候比2.04的常数项大。一次项相对可以忽略，因为它要不比2.04小，要不就是比平方项小。这个公式画图比较简单，就不画了。
说这个公式，主要是说明文章里面说的高铁的主要阻力来自于空气阻力的说法是合适的。
和磁悬浮比较，磁悬浮只是去掉了轮轨之间的摩擦阻力，空气阻力仍然存在（基本没有差别）。对于高速运动的这两种列车来说，主要的阻力是空气阻力，只要高铁的轮轨摩擦不产生很强的车体振动（影响乘车的舒适度甚至安全性），牵引等各项技术过关就完全可以和磁悬浮相比较。
磁悬浮的一个优点在于没有轮轨之间的摩擦，因此不用考虑这两者的磨损对安全性能的影响。
通宝推：蚂蚁不爱搬家,
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 我坐磁悬浮时感觉明显有晃动，但高铁不晃 刚才在松鼠会那儿看过了，赶这儿再来花。
家园 多谢捧场 磁悬浮也有车身的稳定性问题，不过就是没有轮轨的磨损就是
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家园 有个问题在心中很久 就是磁悬浮“挂”在轨道上， 如果左右晃动起来是否会碰擦轨道？如何避免碰擦，或者说，这种碰擦是靠什么缓冲掉？
家园 也靠电磁力 磁悬浮列车既有悬浮电磁铁也有导向电磁铁，悬浮磁铁控制车体悬浮距离，导向磁铁控制左右两侧与轨道的距离。
家园 这个问题我其实没有想过 现查了查维基百科（链接）
早在1842年，数学家山姆·恩绍(Samuel Earnshaw)发表过一篇论文，用数学方法证明若单靠宏观的静态古典电磁力，磁悬浮是不可能实现的。后世人称呼这项证明作恩绍大定理(Earnshaw’s theorem)[1]。这是因为在物件上所承受的各种合力，包括了引力、静电场及静磁场会使物件变得很不稳定。不过，若把定理的假设条件破坏的话，我们反而可以有多种方法利用这些合力来使物件悬浮。然后用以实现稳定磁悬浮有三种不同的方法，Electromagnetic suspension （EMS），Electrodynamic suspension （EDS），和Inductrack。具体每种如何实现稳定性的，可以稍微看一下。
- 复 多谢捧场
家园 在松鼠会上看到不少河里的老面孔 不过现在是去松鼠会多，下河少了