ψ1 ψ2 ψ3 ψ4 = 0,3
Nном – номинальная мощность всех включенных потребителей, Вт.
Nном = 12 кВт
QΣ = 894,2+268,3+714+617,6+6992+3600 = 13086 Вт = 13,1 кВт
1.2.2. Расчет влагопоступлений в вагон.
WΣ = Wп + Wинф.
Wп – приток влаги от пассажиров, кг/с
Среднее значение влаговыделения от человека в зависимости от интенсивности мускульной работы и температуры неподвижного воздуха при средней его влажности:
41,7 – для пассажира,
97,2 – для проводника.
Wп = 54*41,7*10-6 + 2*97,2*10-6 = 2446,2*10-6 кг/с
Wинф = поступление влаги с инфильтрационным воздухом (через неплотности) кг/с.
Wинф = Lинф (dн – dв) = 7,6*10-2 *(14,2*10-3–13.1*10-3) = 83,6*10-6 кг/с
Lинф - количество воздуха, поступающего в вагон за счет инфильтрации, кг/с.
Lинф = 7,6*10-2 кг/с.
dн и dв – влагосодержание, соответственно наружного воздуха и воздуха внутри вагона, кг/кг с. в.
tн = 27,45 0С
φн = 60 %
iн = 64 КДж/кг
dн = 14,2 кг/кг
WΣ = 2446,2*10-6 + 83,6*10-6 =2529,8*10-6 = 2,5*10-3 кг/с
1.2.3. Определение количества приточного и наружного воздуха.
Рассчитаем угловой коэффициент луча процесса
QΣ 13,1
ε = –––– = ––––––– = 5,24 КДж/кг
WΣ 2,5*10-3
Определяем состояние воздуха на притоке.
Рис. 2. Определение состояния воздуха на притоке.
tп = 19 0С
iп = 50 КДж/кг
dп =12,1 кг/кг
Рассчитаем производительность вентилятора.
QΣ QΣ 13,1
Vп = ––––––– = –––––––––– = ––––––––––––– = 1,48 м3/с
γв ∆d (iв – iп) γв (57,5 - 50)1,18
Эта же величина проверяется по влаге
WΣ 2,5*10-3
Vп = –––––– = ––––––––––––––––––––––– = 2,1 м3/с = 7560 м3/ч
γв ∆d 1,18(13,1*10-3 – 12,1*10-3)
γв – средняя плотность воздуха, кг/м3
γв = 1,18 кг/м3
Принимаем максимальное значение Vп и подбираем стандартный центробежный сдвоенный вентилятор с производительностью Vп = 8000 м3/ч (2,22 м3/с)
В дальнейшем расчет ведем для стандартной производительности вентилятора . Для поддержания минимально допустимой концентрации CO2 к приточному воздуху необходимо постоянно подмешивать определенное количество наружнего воздуха.
Vп =Vн + Vр
где Vр – количество рециркуляционного воздуха, м3/с
Vн – количество наружного воздуха, м3/с
Количество наружного воздуха, подаваемого в вагон в летнем режиме составляет 25м3/ч (6,9*10-3 м3/с) на одного человека.
Vн = 6,9*10-3*56 = 0,4 м3/с
Vр = Vп - Vн = 2,22 – 0,4 = 1,82 м3/с
1.2.4. Расчет производительности системы кондиционирования пассажирского вагона с использованием рециркуляционного воздуха.
Определяем состояние смеси воздуха по следующим соотношениям:
i нVн + iв Vр 64*0,4 + 57,5*1,82
iс = –––––––––– = –––––––––––––––– = 58,7
Vп 2,22
d нVн + dв Vр 14,2*10-3*0,4 + 13,1*10-3*1,82
dс = ––––––––––– = –––––––––––––––––––––––––– = 13,3*10-3
Vп 2,22
где iс и dс - энтальпия и влагосодержание смеси воздуха, КДж/кг и кг/кг с. в.
Найдем параметры точки смеси графически, исходя из пропорции ВС:СН = Vн : Vр
ВС:СН = 1 : 5
iс = 59 КДж/кг
dс = 13,3 кг/кг
tc = 24,5
При этом производительность воздухоохладителя КВт определяем как
Qонт = Vп γв (iс – iп) = 2,22*1,18*(58,7 - 50) = 22,8 КВт
Qобр = 1,2 Qонт = 1,2*22,8 = 27,36 КВт
3.Тепловой расчет воздухоохладителя с пластинчатым оребрением
Средние параметры воздуха в аппарате
t1 + t2 24,5 + 19
tm = ———— = ––––––––– = 21,75
2 2
i1 + i2 58,7 + 50
im = ———— = –––––––– = 54,35
2 2
d1 + d2 13,3 + 12,1
dm = –––––––– = ––––––––––– = 12,7
2 2
Количество влаги, отнимаемой от воздуха в аппарате, кг/с
W = Gв (d1 – d2) = 2,22*1,18 = 2,62
где G = Vп*γ = 2,62 – Производительность вентилятора воздухоохладителя
Параметры воздуха у холодной поверхности определяются из уравнения прямой процесса охлаждения
i1 – iw// Qобр
–––––– = ––––
d1 – dw// W
где iw// и dw// - энтальпия и влагосодержание насыщенного влажного воздуха у наружной поверхности воздухоохладителя.
tw, iw// , dw// получаем графически.
Рис. 3 Изменение состояния воздуха в воздухоохладителе
tw = 16
iw// = 45
dw// = 11,7
Коэффициент конвективной теплоотдачи от воздуха к оребренной поверхности αв определяется по формуле для поперечного обтекания поперечного пучка. С учетом коридорного расположения прямоугольных ребер она имеет вид,Вт/(м2К)
d h w γ
αв = ct-0,28 ﴾——﴿-0,54 ﴾––––﴿-0,14 λ ﴾–––﴿n = 0,205*(4*10-3)-0,28 *15*10-3/
t t μ
αв = 0,205*(4*10-3)-0,28 * (15*10-3/4*10-3)-0,54 * (15*10-3/4*10-3)-0,14 * *2,3*102(5*16*106/8,23*103)0,65 = 0,37
где с и n – коэффициенты, зависящие от формы и типа пучка труб.
γ – плотность воздуха при данной температуре, кг/м2
μ – коэффициент динамической вязкости воздуха, Па*с
λ – коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м2К)
Учитывая, что температурное поле по ребру распространяется неравномерно, введем поправочный коэффициент
η = 0,850
αв/ = αв η = 0,37*0,850 = 0,315
Коэффициент влаговыпадения
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.