Параметры микроклимата «Автомобиля Chevrolet Niva»

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра: Энергообеспечение  предприятий и энергосбережения

                               Курс: Теоретические основы  теплотехники

 

 

Курсовая работа:

ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА

«Автомобиля Chevrolet Niva».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнил:

Студент гр.213ХХ

 

Работу принял:

 

 

 

 

 

 

г. Петрозаводск 2012 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................3

1. Состояние вопроса  по системам кондиционирования воздуха……...4

2.Технические характеристики автомобиля..............................................5

3.Определиние расчетного коэффициента теплопередачи ограждений кузова.............................................................................................................7

4.Теплотехнический расчет автомобиля в летнее время........................10

4.1.Теплопритоки через  ограждения..................................................10

4.2.Теплопритоки от инфильтрации...................................................11

4.3.Тепловыделения пассажиров........................................................11

4.4.Теплопритоки от освещения и электрооборудования................12

4.5.Теплопритоки от солнечной радиации........................................12

4.6.Суммарные теплопритоки.............................................................13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................................14

Список литературы....................................................................................15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      

                                                  ВВЕДЕНИЕ.

 

Основные задачи транспорта – своевременное, качественное и  полное удовлетворение потребностей народного  хозяйства и населения в перевозках, повышение экономической эффективности  его работы.

Система отопления, вентиляции и кондиционирования автомобиля предназначена для создания и поддержания комфортных условий в салоне автомобиля.

Система отопления служит для обогрева салона автомобиля. Направление теплого воздуха осуществляется обычно к ветровому стеклу, боковым передним окнам, в салон автомобиля на уровне лица и ног человека.

Система вентиляции служит для охлаждения воздуха в салоне автомобиля, а также его очистки. Она использует конструктивные элементы системы отопления (вентилятор, направляющие каналы). Система вентиляции также комплектуется фильтром очистки (т.н.салонный фильтр). Фильтр задерживает пыль и твердые частицы, а также может улавливать запахи и вредные вещества.

Система кондиционирования служит для создания микроклимата в салоне автомобиля. Система имеет возможность, как охлаждать, так и нагревать воздух в салоне автомобиля. Типичная система кондиционирования включает автомобильный кондиционер. Современные автомобили оборудуются системой климат-контроля. Такие системы поддерживают заданные параметры микроклимата в салоне автомобиля независимо от температуры наружного воздуха. Конструкции отдельных климатических установок предусматривают раздельное регулирование температуры в разных частях салона автомобиля, т.н. раздельный климат-контроль.

 

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО СИСТЕМАМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА.

Кондиционер представляет собой замкнутую герметичную систему, в которой принудительная циркуляция хладагента обеспечивает отвод тепла из салона автомобиля. Работа кондиционера возможна только при работающем двигателе автомобиля. Принцип работы можно свести к следующему.Компрессором 1, рис.1, постоянно обеспечивается сжатие и циркуляция хладагента. При сжатии газообразный хладагент переходит в жидкое состояние, конденсируясь в теплообменнике-конденсаторе с выделением тепла. Далее, при обратном переходе в газообразное состояние (испарение), в теплообменнике-испарителе происходит поглощение тепла

Рис.1. Схема работы кондиционера.

Находящийся в салоне автомобиля испаритель 5 постоянно  снижает температуру воздуха. Хладагент  переносит "скрытое" тепло в  конденсатор 2, расположенный за пределами салона, и освобождается от него. Этот цикл непрерывно повторяется и, соответственно, постоянно отводится тепло из салона в атмосферу. Органы управления и исполнительные устройства позволяют поддерживать желаемый микроклимат.

Внимание: в системе кондиционирования автомобиля ШЕВРОЛЕ НИВА применяется хладагент R 134а.

Управление системой кондиционирования производится в  ручном режиме, включением кнопки (А/С) 1, рис.3, управления кондиционером, ручки 5 регулирования температуры с синей и красной зонами, переключателем 2 оборотов электродвигателя вентилятора системы отопления, переключателем 4 распределения потоков воздуха по салону (вверх, вниз, центральная часть).

 

Рис.2. Блок управления отопителем и кондиционером:

 

2.ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ:

 

                Таблица 1. Основные размеры автомобиля

Размер, м	Количество посадочных мест	Регион
3,9× 1,7 × 1,64	5	Калининград

 

 

 

 

В качестве изучаемого объекта  я взяла Ваз 2123, в котором установлен кондиционер с потребляемой механической мощностью 2,1 кВт. Элементы конструкции  кузова - это потолок, стены, пол, двери и окна. Все эти элементы выполнены из определенных материалов. Мы будем считать приблизительно, что все они имеют форму прямоугольника. Поэтому для каждого из элементов конструкции мы будем искать площадь как для прямоугольника.

 

 

Где:

• a – ширина конструкции;
• b- Длина конструкции.

Расчетная площадь  теплопередающей поверхности кузова определяется по формуле

                                                           , м²

где и соответственно, наружная и внутренняя площади поверхностей ограждения.

Рассчитаем площадь  наружной поверхности

1) Площадь пола: 

2) Площадь боковых стен: 

3) Площадь торцовых стен: 

4) Площадь крыши:  

5) Площадь  окон:

      Лобовое окно:

    

    

Боковое переднее:

  

 

    Боковое заднее:

  

 

   Заднее окно:

   ,

 

     где  длина окна ,

           ширина окна ;

           количество окон

 

Рассчитаем площадь внутренней поверхности

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

 

Тогда  ;

(без площади окон).

 

Общая площадь кузова автомобиля:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО КОЭФФИЦИЕНТА  ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ОГРАЖДЕНИЯ КУЗОВА.

Определение приведенного коэффициента теплопередачи будем  вести по формуле:

 

                                                               ,

 

где коэффициент теплопередачи.

 

                                                        , Вт/м²×К

 

Где коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенки к наружному воздуху (или от наружного воздуха к поверхности стенки), Вт/(м²×К);

коэффициент теплоотдачи от воздуха  к внутренней поверхности стенки (или наоборот), Вт/(м²×К).

 

Таблица 2. Характеристики материалов теплоизолирующих поверхностей элементов ограждения кузова автомобиля

Материал	Позиция	Толщина однородного  слоя , м	Коэффициент теплопроводности слоя материала , Вт/(м2×К)		Площадь , м2
I. Крыша: Стальная обшива Мастика Фанерная обшивка Резопласт Изофлекс	1 2 3 4 5	0,002 0,001 0,004 0,003 0,050	47,00 0,230 0,250 0,045 0,035
II. Боковые и торцовые стены: Фанера ДВП Пенополеуретан Мастика Стальная обшива Резопласт Изофлекс	1 2 3 4 5 6 7	0,004 0,020 0,063 0,001 0,002 0,003 0,050	0,250 0,055 0,035 0,230 47,00 0,045 0,035
III. Пол: Резина Пенополеуретан Сталь Изофлекс Резопласт	1 2 3 4 5	0,003 0,088 0,002 0,050 0,003	0,160 0,035 47,00 0,035 0,045
IV. Окна: Стекло лобовое Стекло боковое Стекло заднее	1 2 3	0,001 0,003 0,004	0,650 0,650 0,650	3,99 м²

 

Величина α_н зависит от скорости и характера воздушного потока, обдувающего наружную поверхность. Чем больше скорость, тем больше масса воздуха, вступающего в теплообмен с поверхностью стен, и, значит, тем больше значение α_н. Характер потока - спокойный (ламинарный), при котором струи воздуха переменны, или с завихрениями (турбулентный) - зависит от угла его направления к обдуваемой поверхности, от характера самой поверхности и ее площади. При большом угле направления потока и при неровной (шероховатой и с выступающими частями) поверхности образуются завихрения, большая масса воздуха входит в соприкосновение с поверхностью и значение α_н  увеличивается. При ровной поверхности, чем больше ее площадь (точнее протяженность в направлении потока), тем спокойнее характер потока и тем меньше значение  α_н.

Для автомобиля направление потока воздуха и обдуваемой поверхности или совпадает, или поток находится под небольшим углом к большей части поверхности - боковым стенам, крыше, полу. Конфигурация и характер поверхности автомобилей, в основном ровные и примерно одинаковые, поэтому для определения значения α_н  можно пользоваться эмпирической формулой, в которой переменными величинами являются лишь скорость движения автомобиля и его длина:

Где :

• U - скорость автомобиля, м/с;
• ℓ  -  длина кузова, м.

 Рассчитаем величину  α_н  для различных скоростей в интервале от 0 до 75 км/ч и занесем результаты в таблицу 4.

Таблица 3. Коэффициенты теплоотдачи

U, км/ч	0	15	25	35	45	55	65	75
αн, Вт/(м²∙К)	15,00	49,35	72,25	95,15	118,05	140,95	163,85	186,76

 

Величина α_в зависит от тех же показателей и параметров, что и величина α_н. Но скорости движения воздуха внутри потока от работы вентиляции значительно меньше скоростей атмосферного воздуха, а конвективные скорости в результате теплообмена между внутренними поверхностями и воздухом в вагоне значительно уменьшаются вследствие загроможденности. Поэтому величина  α_в  меньше величины α_н, даже в стоящем вагоне. По рекомендациям, значение α_в может быть принято равным: α_в =10 Вт/(м² ∙ К).