铁路运输是大宗散装货物的主要运输方式,我国北方严寒地区冬季运输的易冻散粒货物(煤炭、矿粉、粘土等)易与运输货物列车底部、侧墙等部位冻结在一起。室外温度越低、运输时间越长,货物将冻结越严重。因此,需设置解冻装置在货物运输列车到达目的地后对货物进行解冻,以便利于货物的装卸。而冻结货物如何高效解冻,同时不伤害车辆结构,是货主方、铁路方所共同关心的问题。目前,解冻库是我国广泛使用的解冻装置。但是,现有的解冻库(热风加热型解冻库)存在着一些缺点,导致车辆在解冻库内解冻过程中出现列车零部件损坏、货物解冻不均匀等一系列问题,即造成了能源的浪费,同时又导致经济的损失。结合国家出台的相关标准及解冻库实际使用情况,得出当解冻库内出风口总出风量的1/3吹向车辆下边梁时较优,可同时保证与货车底部、侧墙冻结的货物都能解冻均匀,并最大效率利用解冻热源,节约解冻时间。本文首先通过试验,对所得试验数据分析整理,初步研究了出风口过高、过低两种状态下解冻库的解冻效果,然后利用试验数据对计算流体力学数值计算方法的准确性进行了验证;最后针对热风加热型解冻库的出风口位置参数进行理论优化设计,并运用流体仿真软件FLUENT对建立数值模型进行数值模拟计算,对解冻库内横截面上气流分布、沿解冻库垂向各截面的温度场进行了研究,探讨了不同送风工况下解冻库内的能量利用效率情况。结果表明:出风口与水平面呈30°时,解冻库内的能量利用系数最大,且解冻车辆上橡胶类、油脂类、油漆等零部件的温度均符合我国铁道部运输局关于《铁路货车翻车机和散装货物解冻库检测实施细则》的要求,达到了对解冻库进行优化设计的目的。本论文的研究成果可为建设新的热风解冻库及原有的旧热风解冻库进行改造提供参考价值,为促进节能减排,提高经济效益、保障铁路运输安全具有较大意义。