Параметры микроклимата движущего транспортного средства

 

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

«Вагона». 
 

Работу  выполнил:

Студентка гр.21310

     Ульянова И.А.

     Работу  принял:

Устинов А.С 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

г. Петрозаводск ,2010г

 

СОДЕРЖАНИЕ

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

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

2.Технические  характеристики вагона........................................................6

3.Определиние расчетного коэффициента теплопередачи ограждений кузова..............................................................................................................8

4.Теплотехнический расчет вагона в летнее время............................   ...12

4.1.Теплопритоки  через ограждения........................................... .. .....13

4.2.Теплопритоки  от инфильтрации.............................................  ......13

4.3.Тепловыделения  пассажиров..................................................  ......14

4.4.Теплопритоки от освещения и электрооборудования........... . ....14

4.5.Теплопритоки от солнечной радиации................................... .......14

4.6.Суммарные теплопритоки....................................................... .......14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................... ... ..15

Список литературы.......................................................................................16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВВЕДЕНИЕ 

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

     Установки кондиционирования воздуха, применяемые  на пассажирских вагонах имеют большую массу. Это связано с тем, что одна часть аппаратов расположена под рамой вагона, другая в потолочном пространстве, а это требует большого количества трубопроводов для соединения этих частей. Так же все холодильные установки в пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха обладают недостаточно высокими технико-экономическими показателями.

     Для совершенствования установок кондиционирования  воздуха необходимо работать над  путями снижения массы, улучшения условий  ремонта и содержания, решать задачи по применению плавного регулирования и автоматического поддержания постоянной температуры воздуха в вагоне, улучшению герметичности системы. Дальнейшее развитие техники, получение необходимых температурно-влажностных условий в вагонах направлено на совершенствование конструкции холодильных машин, приборов отопления и повышение теплотехнических характеристик кузова вагона.

     В связи с электрификацией многих участков железных дорог созданы  условия для широкого применения электрического отопления пассажирских вагонов и централизованного электроснабжения установок кондиционирования воздуха и других электропотребителей. Это позволяет улучшить не только комфортные условия для пассажиров, но и уменьшить затраты человеческого труда на обслуживание оборудования вагонов.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО СИСТЕМАМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

 

     В настоящее время все холодильные  установки в пассажирских вагонах  с кондиционированием воздуха, имеющие  подвагонную компоновку, обладают недостаточно высокими технико-экономическими показателями.

     Основные  недостатки:

• большие масса и габариты;
• значительный расход электроэнергии;
• недостаточная надежность и долговечность;
• трудность обеспечения полной герметизации системы из-за разбросанности агрегатов и длинных трубопроводов с большим количеством разъемов.

     Снижение  массы холодильных установок  можно осуществлять за счет интенсификации теплообмена и соответствующего уменьшения поверхности аппаратов, как наиболее тяжелой части холодильных  установок.

     Применение  плавного регулирования холодопроизводительности и автоматического поддержания стабильной температуры воздуха в вагоне можно осуществлять путем поочередного включения цилиндров компрессора. Такой способ регулирования, несомненно, прогрессивен, так как благодаря этому сводится к минимуму количество пусков и остановок компрессора и обеспечивается более устойчивая температура в вагоне. Примером установки с широким диапазоном регулирования является установка фирмы «Стоун» холодопроизводительностью – 31.4 кВт.

     Весьма  целесообразно изменять температуру воздуха по желанию пассажиров отдельно в каждом купе. В вагонах поездов «Рейнгольд» эксплуатируемых с 1962 г. в ФРГ, применены аппараты «Жетэйр» устанавливаемые в каждом купе. В них происходит вторичная тепловая обработка воздуха, поступившего из нагнетательного воздуховода, и пассажиры могут сами устанавливать в купе желаемую температуру.

     Улучшение технико-экономических показателей  вагонных холодильных установок  может быть достигнуто за счет повышения  частоты вращения коленчатого вала компрессора, например, до 3000 об/мин.

     Улучшение герметичности системы является одним из наиболее существенных факторов, влияющих на надежность работы холодильной  установки.

     Первым  шагом по улучшению герметичности  системы было создание полугерметичных  компрессоров, смонтированных в одном корпусе с бесколлекторным электродвигателем переменного тока (например, компрессор ФУБС 15) Полностью же герметичную систему можно создать только при агрегатировании установки, т.е. применении автономного кондиционера с питанием переменным током.

     Автономный  кондиционер представляет собой единый агрегат отдельные части которого соединены с помощью сварки. Это позволяет ликвидировать один из основных недостатков подвагонных установок, имеющих фланцевые и резьбовые соединения.

     Агрегат удобен в обслуживании, легко монтируется на вагоне и при необходимости может быть быстро заменен другим не только на пунктах оборота поезда, но и во время его стоянок.

     Автономные  кондиционеры появились на транспорте около двадцати лет назад, но уже  сейчас находят широкое применение во многих странах.

     Кондиционеры, работающие в цикле  теплового насоса, весьма экономичны и целесообразны для применения на железнодорожном транспорте. Они могут обеспечить не только охлаждение воздуха, но и подогрев без применения специальных подогревателей путем реверсирования в холодильной системе направление потока хладагента в зависимости от наружных температурных условий.

     Применение  теплового насоса позволяет значительно  расширить возможности использования  установок кондиционирования воздуха. В южных направлениях с умеренным климатом, где температура воздуха бывает -5 градусов даже в зимнее время года, такая установка может обеспечить круглогодичное кондиционирование воздуха, не нуждаясь в дополнительном применении приборов системы отопления.

     При более холодном климате может  потребоваться добавочный подогрев воздуха приборами отопления. И  лишь при сильных морозах такая  установка оказывается экономически невыгодной. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.ТЕХНИЧЕСКИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАГОНА 

Таблица 1. Основные размеры автомобиля

 
 
 
 

В качестве изучаемого объекта я взяла купейный вагон 
марки 61-4179, в котором установлен кондиционер с холодопроизводительностью 29кВт, КЖ-25П. Элементы конструкции  вагона - 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  больших окон:

, 

     где  длина окна ,

      ширина окна ;

      количество окон

     6) Площадь малых окон:

,

где ;  ;     

Рассчитаем  площадь внутренней поверхности

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

Тогда  ;

(без площади окон).

Общая площадь кузова вагона:  
 
 
 
 
 
 
 
 

     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);