Определение площади теплопередающих поверхностей кузова вагона. Определение приведенного коэффициента теплопередачи ограждения помещения вагона

Определение площади теплопередающих

поверхностей кузова вагона

    

         Для определения поверхности крыши рассмотрим ее как поверхность образованную  участками цилиндрическими поверхностей заданных радиусов.

F_кр= =76,297 м²

        F_бокст=221,582,3=99,268 м²

        F_окн=180,980,875+80,8750,78=20,895 м²

F_пол=3,121,58=66,898 м²

      F_торст=2(3,12,3+1,6)=17,46 м²

F_н=76,297+99,268-16,8+66,898+17,46=243,123 м² 

      Определим площадь наружной поверхности салона вагона:

F_кр ==73,568 м²

F_бокст=221,422,19=93,82 м²

F_окн=180,980,875+80,8750,78=20,895 м²

F_пол=2,2921,42=49,052 м²

F_торст=2(2,292,19+1,32)=12,67 м²

F_вн= 73,568+93,82-16,8+49,052+12,67=212,31 м²

       Определим среднюю площадь для отдельных сегментов

F_кр ==74,92 м²

F_бокст==96,506 м²

F_пол==57,28 м²

F_торст==14,873 м²

Разр.

Симонов А.Н.

Лист

Пров.

3

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

      Среднюю площадь определим как геометрическую:

с окнами

F_ср== =248,134 м² 

      без окон

F_ср===227,195 м²

Определение приведенного коэффициента теплопередачи ограждения помещения вагона

       Значение коэффициента теплопередачи отдельного элемента ограждения кузова определим по формуле:

К_i=

  - толщина однородного слоя ограждения см;

 - коэффициент теплопроводности

 - коэффициент теплоперехода материала от наружной поверхности стенки к наружному воздуху (Вт/ м²к).

 - коэффициент теплоперехода от воздуха к внутренней поверхности (Вт/ м²к).

      Согласно методическим указаниям:

=,

где  - коэффициент учитывающий теплообмен для летних условий, он равен

9 Вт/ м²к.

l – длина теплопередающей поверхности помещения вагона (м).

=9+=60,124 Вт/ м²К.

Скорость принимаем произвольно  120 км/ч

Согласно методическим указаниям

      Для пола  =6 Вт/ м²К.

       Для крыши    =9 Вт/ м²К.

           Расчет крыши

           Для теплоизоляции крыши будем применять новые пористые ячеистые пластмассы отвечающих требованиям, предъявляемые к материалам для ограждения помещения вагона.

Разр.

Симонов А.Н.

Лист

Пров.

4

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Рис.2

      1. Стальной лист наружной обшивки

      2.  Слой антикоррозийной противошумной  мастики

      3.  Теплоизоляция (ППУ-3С)

      4.  Влагозащитная пленка

      5.  Фанерная внутренняя обшивка.

           По таблице 4 [1]  стр.28  принимаем коэффициент теплопроводности

 _стали=58 Вт/ м²К                       _{мастики}=0,23 Вт/ м²К.

_ППУ-3С=0,035 Вт/ м²К                _{линолиума}=0,19 Вт/ м²К.

_фанеры=0,3 Вт/ м²К.

  К_кр==0,409 Вт/ м²К

 Перегородки и боковые стены принимаем одинаковой с конструкцией крыши

  К_бокст=,409 Вт/ м²К   К_пер=0,409 Вт/ м²К

Разр.

Симонов А.Н.

Лист

Пров.

5

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Основной проем принимаем с двойным остеклением

                    Рис.3

1.  Стекло

2.  Воздушный барьер

_стекл=0,76  Вт/ м²К                             _возд=0,023 Вт/ м²К

К_окн==0,0409  Вт/ м²К

Рассчитаем пол:

    Рис. 4

Разр.

Симонов А.Н.

12.01.05

Лист

Пров.

12.01.05

6

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

1.  Линолеум;

2.  Рубероид;

3.  Деревянные брусья;

4.  Пенополиулитан ППУ-3С;

5.  Антикарозийная противошумная мастика;

6.  Стальной лист.

_{линолеума}=0,19 Вт/м²К                 _{рубероида}=0,174 Вт/м²К

_{дер.брусьев}=0,18 Вт/м²К                _ППУ-3С=0,35 Вт/м²К

_{мастики}=0,23 Вт/м²К                    _{ст.листа}=58  Вт/м²К

К_пола==0,483 Вт/м²К

Коэффициент теплопередачи ограждения кузова находим по формуле 88 [2], стр89:

К'_пр=,

где К_i – коэффициент теплопередачи отдельного элемента ограждений

F_i – соответствующие площадисреднегеометрическое м²

 К'_пр==0,525Вт/м²К

Кузов вагона внутри имеет продольные и поперечные элементы жесткости листового проката. В месте их размещения создаются не сквозные тепловым  ниши увеличивающие коэффициент теплопередачи ограждения. Во время  эксплуатации вагона возможно появление заворот между пакетами изоляции, поэтому увеличиваем значение коэффициента на 60⁰.

К_пр= К'_пр 1,6

К_пр=0,5251,6=0,84 Вт/м²К

Разр.

 Симонов А.Н.

Лист

Пров.

7

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Теплотехнический расчет вагона и определение холодопроизводительности машины.

Согласно ГОСТ 12406-66 на пассажирские вагоны и материалы ОСЖД утверждены следующие параметры воздуха и ограждений в вагонах с кондиционированием воздуха:

- температура воздуха летом 22-26 град;

- температура воздуха зимой 18-22 град., допускаемая неравномерность температуры воздуха по длине вагона на одном уровне и по высоте вагона на одной вертикали не более 3-х градусов;

- максимальная разность между температурой воздуха в вагоне и температурой внутренней поверхностей ограждений не боле 5-ти градусов;

- относительная влажность воздуха 30-60%;

- максимальная скорость движения воздуха в зонах пребывания пассажиров 0,25 м/с;

- минимальное количество наружного воздуха подаваемое в вагон на одного пассажира летом – 25 куб.м/чел зимой – 20 куб.м/чел;

- подбор воздуха в кондиционируемых помещениях не менее 30 Н/м;

- максимальное содержание пыли 1 мг/куб.м.

- максимальное содержание углекислого газа  0,1 % по объему.

Расчет теплопритоков в вагон в летнее время производится для определения производительности системы охлаждения. Теплопритоки в вагон в летнее время поступают через ограждения кузова вследствие перепада температуры воздуха снаружи внутри вагона в результате инфильтрации воздуха от солнечной радиации тепловыделений пассажиров, работы установленного в вагоне оборудования притока наружного воздуха, подаваемого в вагон вентиляцией.

Теплоприток поступающий через ограждения кузова находим по формуле (13) [1] стр. 43:

Q₁=FК_пр(t_H-t_B),

где F – поверхность нагревания кузова м²;

K_пр – приведенный коэффициент теплопередачи ограждений кузова;