Казахская академия транспорта и коммуникаций им



бет12/53
Дата06.10.2023
өлшемі7,78 Mb.
#113318
түріУчебно-методическое пособие
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   53
Байланысты:
УМП к ПЗ -РЭС

НЕДЕЛЯ 2 (1 час)
Практическая работа 2


РАСЧЁТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА КУЗОВА
ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА


Цель: освоить методику расчёта теплового баланса кузова пассажирского вагона с целью определения необходимой производительности его системы кондиционирования в летнее и зимнее время года.
2.1 Расчет теплопритоков в вагон в летнее время

Расчет теплопритоков в вагон в летнее время производится для определения производительности системы охлаждения.


Теплопритоки в вагон летом поступают: через ограждения кузова, вследствие перепада температур воздуха снаружи и внутри вагона; в результате инфильтрации воздуха; от солнечной радиации; тепло­выделений пассажиров; работы установленного в вагоне оборудова­ния; притока наружного воздуха, подаваемого в вагон вентиляцией.
Ниже приводится наиболее простая и практически используемая методика расчета теплопритоков с конкретным числовым примером для купейного вагона с длиной кузова 23,6м и населенностью 40 человек, включая проводников. В примере взяты расчетные параметры наруж­ного воздуха и , принятые для теплого влаж­ного климата. Значения остальных параметров, если они специаль­но не оговорены, взяты из ранее указанных данных.
Теплоприток через ограждения определяется по формуле:


(2.1)

Подставляя известные значения tn, tB и К (последнее принято мак­симальным) и зная из чертежей, что F = 270,5 м2, получим:





Теплоприток от инфильтрации воздуха нахо­дится в прямой зависимости от перепада между температурами возду­ха внутри и снаружи вагона и от частоты открывания дверей. Инфильт­рация через небольшие неплотности ограждений не учитывается, так как при работающей системе вентиляции и образующемся при этом подпоре воздуха наружный воздух через эти неплотности внутрь ва­гона почти не проходит, а имеющая место утечка воздуха учитывает­ся при расчете теплопритока от вентиляции. Поскольку теплоприток через ограждения Qt также пропорционален перепаду между темпера­турами воздуха внутри и снаружи вагона, теплоприток от инфильтра­ции Q2 определяют как некоторую часть Q1 по формуле:




, (2.2)

где — безразмерный числовой коэффициент.


Для летнего времени, когда пассажиры довольно часто выходят из вагона на станциях в пути следования, принимают К'=0,3. Для рассчитываемого вагона

Теплоприток от солнечной радиации че­рез непрозрачные ограждения прямо пропорциона­лен интенсивности солнечной радиации L, коэффициенту теплопоглощения облучаемой поверхности А, коэффициенту теплопередачи облучаемого ограждения К и площади ограждения F и обратно про­порционален коэффициенту теплоперехода от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху .


При определении величины среднего коэффициента теплопередачи ограждений кузова вагона К было видно, что эта вели­чина тем больше, чем выше значение . В соответствии с этим вели­чина теплопритока Q1 через ограждения вследствие перепада темпе­ратур также увеличивалась с ростом значения . В данном случае при определении теплопритоков от солнечной радиации закономерность обратная — теплоприток Q3 тем меньше, чем больше значение .
Физический смысл этого явления заключается в том, что от солнеч­ной радиации поверхность вагона нагревается до более высокой темпе­ратуры, чем температура окружающего наружного воздуха. Следовательно, чем больше тепла будет снято с ограждений набегающим по­током наружного воздуха, тем меньше тепла от солнечной радиации пройдет внутрь вагона.
Расчет теплопритока от солнечной радиации через непрозрачные ограждения производится по формуле:


(2.3)

Теплоприток от солнечной радиации через прозрачные ограждения (в вагонах — через ок­на) прямо пропорционален интенсивности солнечной радиации I, пло­щади ограждения F и коэффициенту пропускания солнечных лучей Кпр. Зависимости теплопритока через окна от коэффициента теплопоглощения А, коэффициента теплопередачи К и коэффициента теплоперехода здесь нет.


Расчетная формула теплопритока от солнечной радиации через ок­на имеет вид:


  (2.4)
Интенсивность солнечной радиации I зависит от географической широты местности, времени года, часа дня и различна для горизонталь­ных (крыша) и вертикальных (стены и окна) поверхностей. Для верти­кальных поверхностей интенсивность, кроме того, зависит от их ориен­тации относительно сторон света - максимальная интенсивность наб­людается при движении поезда в направлении восток — запад. Обыч­но в июле на широте 40—42° (средняя широта Кавказа и республик Средней Азии) для горизонтальных поверхностей Iг = 950 Вт/м2, для вертикальных I в = 540 Вт/м2.
Коэффициент теплопоглощения облучаемой поверхности А зави­сит от рода материала, цвета и состояния поверхности. Для металли­ческих сравнительно гладких поверхностей значение А принимают в зависимости от цвета окраски: белого — 0,2—0,4; серого и темно-се­рого— 0,4-0,5; зеленого, коричневого и красного — 0,5—0,7; си­него- 0,7 - 0,8; темно-синего и черного - 0,8—0,9. Для расчета примем для крыши Акр = 0,5, для стен Аст = 0,7.
Значения коэффициентов теплопередачи с учетом парения изоля­ции принимают для крыши Ккр=1,3Вт/(м2 ˙ К), для стен Кст = 1,4 Вт/(м2 ˙ К).
Коэффициент пропускания лучей окнами Кпр, определяется как произведение трех коэффициентов: К1=0,7 соответствующего двойному остеклению; К2=0,9, учитывающего загрязнение стекол; К3=0,6, учитывающего применение солнечных штор со светлой наружной стороной. Примем, что на солнечной стороне вагона 60% пло­щади окон закрыто занавесками. Тогда



Теплопритоки от солнечной радиации подсчитывают для части ограждений, облучаемых только прямыми солнечными лучами, так как величина теплопритоков с теневой стороны от рассеянной сол­нечной радиации относительно невелика. Не принимается в расчет и теплоприток через торцовые стены, которые не сообщаются с пассажирским помещением. Таким образом, в расчет принимают только крышу, одну боковую стену и окна этой стены. Строго говоря, следо­вало бы принять площадь крыши и боковой стены лишь в пределах пассажирского помещения, т. е. без учета тамбуров. Но учитывая то, что из расчета исключены теплопритоки от рассеянной солнечной радиации и от облучения торцовых стен (оно все же частично переда­ется и в пассажирское помещение), а также в целях упрощения рас­чета принимают всю площадь крыши и одной боковой стены.
Из чертежей кузова вагона берем размеры площадей: крыши Fкр=70,5 м2, одной боковой стены Аст = 44,0 м2, окон с одной сто­роны вагона Fок = 11,3 м2. Зная все исходные данные, определим:
теплоприток через крышу по формуле (2.3)




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   53




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет