Параметры микроклимата «Автомобиля Chevrolet Niva»

Рассчитаем коэффициенты теплопередачи  при различных скоростях с учетом площади элементов конструкции автомобиля и занесем данные в таблицу 4.

 

 Таблица 4. Коэффициенты теплопередачи при различных скоростях с учетом площади

U, км/ч	0	15	25	35	45	55	65	75	Кср
Пол	2,39	2,45	2,457	2,462	2,464	2,466	2,467	2,469	2,453
Стены	3,37	4,015	4,022	4,026	4,029	4,030	4,031	4,032	3,944
Потолок	2,015	2,073	2,081	2,086	2,088	2,089	2,091	2,092	2,077
Окна	20,67	27,33	28,5	29,34	29,75	29,98	30,18	30,43	28,273
Кср	7,11	8,97	9,26	9,48	9,58	9,64	9,69	9,76	9,186

 

            График 1. Зависимость коэффициента теплопередачи от скорости.

             

 

 

 

4. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ В ЛЕТНЕЕ ВРЕМЯ.

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

Общий теплоприток в автомобиль определяется по следующей формуле:

 

,

 

где теплоприток в машину поступающий через ограждение кузова в следствии перепада температур воздуха снаружи и внутри автомобиля, кВт;

      теплоприток от инфильтрации воздуха, кВт;

      теплоприток от солнечной радиации, кВт;

     теплоприток от тепловыделения пассажиров, кВт;

      тепловыделение работающего в автомобиле оборудования, кВт;

      приток наружного воздуха, подаваемого в автомобиль вентиляцией, кВт.

Находим каждый вид теплопритоков:

 

4.1. Теплопритоки через ограждения:

 

,

где

           К – коэффициент теплопередачи элемента, Вт/(м2∙К),

           F – площадь элемента кабины, м2 (табл. 4).

         наружная температура воздуха летом (июль);

         температура воздуха в салоне машины.

          Принимаем .

     Вычислим разницу температур:  ∆t = t_н-t_в = 2,4ºС

Определим теплопритоки через отдельные элементы. Для  этого площадь данного элемента будем умножать на коэффициент теплопередачи  для данного элемента при различных скоростях и на  ∆t. Расчет Q₁ , Вт при различных скоростях.

Таблица 5. Значения теплопритоков при различных скоростях

U, км/ч	0	15	25	35	45	55	65	75	Q1ср
Пол	28,106	28,812	28,894	28,953	28,977	29,000	29,012	29,035	28,849
Торц.Стены	45,099	53,730	53,824	53,878	53,918	53,931	53,944	53,958	52,785
Бок.стены	103,46	123,26	123,48	123,59	123,69	123,72	123,75	123,78	121,09
Крыша	169,40	223,01	232,56	239,41	242,76	244,64	246,26	248,31	230,79
∑Q1ср	86,52	107,20	109,69	111,46	112,34	112,82	113,24	113,77	108,38

Из таблицы видно, что средний суммарный теплоприток через ограждения равен: Q₁=0,108 кВт

 

 

 

 

                 График 2. Зависимость теплопритоков от скорости.

 

 

        

 

 

4.2.Теплопритоки от инфильтрации.

Теплопритоки от инфильтрации воздуха находятся в прямой зависимости от перепада температур между температурами воздуха внутри и снаружи и от частоты открывания дверей. Инфильтрация через небольшие неплотности ограждений не учитывается, так как при работающей системе вентиляции и образующимся при этом перепаде воздуха наружный воздух через эти не плотности внутрь не проходит. Поскольку теплоприток  через ограждения  Q₁ , также пропорциональны перепаду между температурами воздуха внутри и снаружи вагона, теплоприток от инфильтрации  Q₂  определяют как некоторую часть Q₁ , по формуле: 

 

Q₂=K′∙Q₁

 

Где K'- безразмерный числовой коэффициент. В нашем случае его принимают K' = 0,3

Q₂ = K′∙Q₁ = 0, 3∙0,137 = 0,041 кВт,

таким образом, теплопритоки от инфильтрации Q₂=0,041 кВт

4.3.Тепловыделения пассажиров.

Различными исследователями  установлено, что теплоотдача за счет конвекции при комфортных условиях составляет 33-35% всей теплоотдачи. Количество теплоты, отдаваемое излучением, находится в пределе 42-44%. Теплоотдача испарением составляет 20-25% отдаваемой теплоты. При температуре воздуха ниже температуры кожи человека количество испаряемой влаги остается практически постоянным. При более высоких температурах влагоотдача возрастает. Потоотделение начинается при температуре выше 28-29 °С, а при температуре выше 34 °С теплоотдача испарением и потоотделением является практически единственным способом теплоотдачи организма. При температуре воздуха 38 ^оС и влажности 56% наступает предел естественной терморегуляции тела; при легкой одежде этот предел 38 °С и 43%, при обычной одежде 38 °С и 39%.

Определяются по формуле:

 

Q₃=q₁∙n,

 

где q_л - суммарное (сухое и влажное) тепло, выделяемое одним пассажиром, Вт; n - количество пассажиров, исходим от количества сидячих мест.

Пассажиры находятся  в помещении с малой кубатурой. Это несколько ухудшает условия  их пребывания и одновременно предъявляет  повышенные требования к обеспечению состояния и состава воздуха в пассажирском помещении. Тепловой комфорт пассажиров зависит от правильного выбора параметров метеорологического состояния воздуха в помещении с учетом времени года и климатических условий местности, по которой будет курсировать транспортное средство. При этом имеется в виду, что пассажир находится в спокойном состоянии.

Общая теплоотдача пассажира, находящегося в спокойном состоянии, при нормальных условиях составляет около 100 ккал/ч. За счет этого тепла  температура воздуха в пассажирском помещении увеличивается по сравнению с наружной температурой. Разница между этими температурами в зависимости от производительности вентиляции может колебаться в пределах 3 – 10⁰.Переводя ккал/ч получаем теплоотдачу одного пассажира:

q_л  = 117 Вт .

Q₃ = 117∙5 = 585 Вт=0,585 кВт

Q₃ = 0,585 кВт

4.4.Теплопритоки от освещения и электрооборудования.

Cоставляют: Q₄ = 47 Вт = 0,047 кВт.

4.5.Теплопритоки от солнечной радиации.

Основные поступления  тепла в помещение летом происходят через окно. В помещение поступает коротковолновое излучение, непосредственно проникающее через остекленение, а также конвективное тепло и длинноволновое излучение за счет разности температур и поглощенного солнечного тепла элементами заполнения оконного проема.

Теплопритоки от солнечной радиации рассчитываются по формуле:

 

 

 

Где А_к и А_с - коэффициенты теплопоглощения солнечных лучей соответственно крышей и стенами вагона, равные А_к=0,5 и А_с=0,7 для крыши и стен серого цвета; I_г и I_в - интенсивность солнечной радиации для горизонтальной (крыша) и вертикальной (стены и окна) поверхностей кузова вагона, зависящая от географической широты местности. По справочникам для широты 60° (Республика Карелия г. Петрозаводск) I_г=319 Вт/м² и I_в=206 Вт/м² .

К_к и К_с - коэффициенты теплопередачи ограждений крыши и стен (без окон). К_к=8.39 Вт/м² и К_с=8.49 Вт/м².

К_ок - коэффициент пропускания солнечных лучей окнами с двойными стеклами, определяемый как произведение коэффициента пропускания солнечных лучей стеклами К₁=0,4 (окно с метеллическим переплетом, двойное) и поправочных коэффициентов, учитывающих загрязнение стекол К₂=0,9 и применение сплошных солнечных штор с темной наружной стороной К₃=0.2.

 

К_ок = 0.6∙К₃К₁∙К₂+0,4К₂К₁=0,6∙0,4∙0,9∙0,2+0,4∙0,9∙0,4=0,18

 

F_к, F_с и F_ок - площади соответственно крыши, одной боковой стены (без окон) и окон на одной боковой стене. Площадь пола и теневой боковой стены в расчет не принимается из-за очень малой величины рассеянной солнечной радиации.

F_к=3,4 м²

F_с= 12,792м²

F_ок= 1,03м²

- коэффициент теплоотдачи от воздуха к наружной поверхности, определяемый по эмпирической формуле:

 

 

=53,65

Где:

• скорость движения поезда, принимаемая равной 60 км/ч;
• длина боковой стены

Q₅=343 Вт = 0,343 кВт

4.6.Суммарные теплопритоки

 

Q_∑= Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅

 

Q_∑=0,108+0,041+0,585+0,047+0,343=1,124 кВт

                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В данной работе я рассмотрела  показатели теплотехнических качеств  кузова, которыми являются: коэффициент теплопередачи и теплопритоки в салон.

Коэффициент теплопередачи  кузова автомобиля марки Chevrolet Niva усреднённый по всем скоростям в интервале от 0 до 75 км/ч равен Кср = 9,19 Вт/(м² ∙ К). Теплопритоки в кузов автомобиля составляют 1,153 кВт. Применяемая в автомобиле система кондиционирования с потребляемой механической мощностью 2,1 кВт удовлетворяет условиям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. А.С. Устинов, И. К. Савин, Теплотехника. - Петрозаводск,2010.
2. Интернет ресурсы.