Расчет системы кондиционирования воздуха в пассажирском вагоне. Расчет и выбор параметров системы вентиляции, страница 5

                 0,191      5,822*1,2

Нм8 = 1 - ––––––   ––––––––– = 0,0975 кгс/м2 = 0,9 Па

                 0,244       2*9,81

Потеря давления при прохождении воздушным потоком огнезащитной заслонки и окружающих ее упорных угольников. Для упрощения расчета  рассматриваем это место как внезапное сужение поперечного сечения.

Площадь канала до заслонки

А13 = 0,244 м2

Площадь проходного сечения горловины, где установлена заслонка

А14 = 0,188*0,938 = 0,177 м2

Тогда отношение площадей А1413 = 0,177/0,244 = 0,725

Примем коэффициент сопротивления воздуха ξ = 0,08. Тогда скорость воздушного потока может быть определена по формуле:

              4000

w = –––––––––– = 6,28 м/с

          0,17*3600

Суммарное сопротивление воздушного потока находим по формуле

                                0,177       6,282*1,2

Нм9 = [ 0,08 + (1 - –––––––)  –––––––– = 0,375 кгс/м2 = 3,7 Па

                                0,244        2*9,81

Потеря давления воздушного потока в канале приточного воздуха. Для расчета примем , что крайние купе №1 и 9, как и в служебное купе №10, поступает одинаковое количество свежего воздуха V = 4000 м3/ч. В соответствии с ТУ на постройку вагона в каждом купе должно быть избыточное давление 40 Па (по отношению к наружной среде). Это указывает на то , что разность давлений  в начале канала приточного воздуха и во всех купе должна быть одинаковой. потерю давления воздушного потока в конце канала приточного воздуха компенсируют соответствующей регулировкой воздухоподающих  устройств в потолке купе.

Определим потерю давления воздуха в канале приточного воздуха и разницу давлений между этим каналом и купе № 10.

Если длина канала  l = 2,5 м и площадь его сечения А15 = 0,244 м2, то скорость воздушного потока в этом канале определиться по формуле:

              4000

w = –––––––––––– = 4,55 м/с

          0,244*3600

Найдем прямоугольному сечению канала (0,25*0,978) равноценный диаметр

         2*0,25*0,978

dэ = –––––––––––– = 0,398 м.

          0,25 + 0,978

Тогда потерю давления определим по формулам

           4,55*0,398

Re = ––––––––––– = 121000

              15*10-6

                       2,5*4,552*1,2

Нтр5 = 0,175 ––––––––––––– = 1,38 Па

                       0,398*2*9,81

Сопротивление воздушному потоку в устройствах ввода воздуха в купе. Сопротивление в связи со сложностью расчета примем по экспериментальным данным:  в устройстве подачи воздуха в купе Нм10 = 7,1 Па; в корзине вентиляционного воздуха Нм12 = 2,7 Па.

Разность давлений воздуха между купе и наружной средой вагона. Величину разности давлений примем из технических условий на постройку вагона:

Нм13 = 40 Па.

Общие потери напора в системе вентиляции вагона. Определим их для случая подачи в вагон 4000 м3/ч воздуха ,что соответствует работе вентилятора на III ступени:

Нп = 6,590 + 0,008 + 0,012 + 0,011 + 0,652 + 6,5 + 0,284 + 0,167 + 2,7 + 3,5 + 0,323 + 0,097 + 0,375 + 0,138 + 0,710 + 1,65 + 0,27 + 4 = 27,987 кгс/м2 ≈ 280 Па.

Добавим к этому 10% неучтенных потерь давления воздуха. Тогда общая разность давлений для III ступени работы вентилятора:

Нобщ III = 27,987 + 2,79 ≈ 308 Па.

Мощность приводного электродвигателя рассчитывается по формуле;

              4000*31

Р = ––––––––––––––– = 0,615 кВт

        3600*102*0,55

Подбор оборудования. Имея заданное максимальное количество подаваемого воздуха 4000 м3/ч и общие потери давления воздушного потока 303,8 Па, подбираем воздуходувку со спаренным вентилятором. На вагоне типа 47Д установлена воздуходувка DNRLA 355, обеспечивающая напор воздуха 333 Па. Для привода используется электродвигатель ЕВ 5 А/1 напряжением 60 В и мощностью 0,9 кВт

Скорость воздушного потока в пассажирском купе. В купе поступает воздушный поток через мультивенту с общей площадью отверстий А = 0,704 м2 со скоростью

             v                  4000  

w = –––––––– = ––––––––––– = 0,158 м/с.

        A*3600         0,704*3600

Действительная скорость движения воздушного потока в местах нахождения пассажиров должна быть еще меньше, так как приточной поток воздуха распространяется на  большую площадь, точные размеры которой установить невозможно.

Таким образом, требования технических условий в части обеспечения скорости воздуха w ‹ 0,25 м/с.

Количество тепла, поступающее в вагон от работающего электрооборудования. По формуле определим количества тепла, поступающего в вагон от работающего электродвигателя вентилятора и приборов автоматики, приняв мощность,  потребляемую электродвигателем , 1,7 кВт и мощность, потребляемую приборами автоматики, 0,4 кВт.

Список литературы

1. Ю.О. Фаерштейн Б. Н. Китаев « Кондиционирование воздуха в пассажирских вагонах »

2. Методические указания « Холодилбное оборудование вагонов и кондиционирование воздуха ».

3. С.Н. Богданов « Холодильная техника. Свойства веществ ».

Оглавление.

1.Расчет системы кондиционирования воздуха в пассажирском вагоне …………………………………………………………………11

1.1Выбор расчетных параметров воздуха для климатических установок……………………………………………………………...11

1.2Тепловой баланс и определение мощности системы кондиционирования воздуха………………………………………....12

1.2.1. Расчет тепловой нагрузки вагона …………………………….12

1.2.2.Расчет влагопоступлений в вагон …………………………….17

1.2.3.Определение количества приточного и наружного воздуха ..18

1.2.4.Расчет производительности системы кондиционирования пассажирского вагона с использованием рециркуляционного воздуха…………………………………………………………….......20

2.Расчет и выбор параметров системы вентиляции ……………….22

3.Тепловой  расчет воздухоохладителя с пластинчатым оребрением……………………………………………………………32

4.Список литературы ………………………………………………...39