<<
>>

1.2.1 Упрощенный аналитический метод расчета вентиляции салона

Для автомобилей может быть применен упрощенный метод расчета вентиляции от внешнего воздушного потока, аналогичный расчету аэрации зданий. Как указывалось, основной величиной, характеризующей качество вентиляции салона автомобиля, является интенсивность воздухообмена, приобретающая особое значение в летний период при малых разностях температур наружного и внутреннего воздуха.

В качестве расчетной, в таком случае, принимают среднюю эксплуатационную скорость движения автомобиля.

Основной задачей при расчете вентиляции салона автомобиля является определение величины избыточного внутреннего давления. Даже при всех полностью закрытых люках, дверных и оконных проемах воздух проникает через неплотности в дверях, окнах и около рычагов управления, т.е. имеют место эксфильтрация или инфильтрация. При наличии открытых проемов величина избыточного внутреннего давления в большей степени зависит от направления и скорости наружных воздушных потоков, обтекающих автомобиль. Рассмотрим некоторые из возможных вариантов действия на автомобиль аэродинамических сил.

Рис. 1.7 Эпюры распределения давлений на поверхности кузова легкового автомобиля ГАЗ-24 «Волга»: а - в поперечном сечении; 6 - в продольном сечении

Предположим, что экс- и инфильтрация отсутствует и при всех закрытых проемах давление в салоне автомобиля равно атмосферному. Снаружи на автомобиль действует аэродинамическое давление, характер распределения которого зависит в основном от формы кузова автомобиля. На рис. 1.7 показано распределение давлений на поверхности кузова автомобиля ГАЗ-24 «Волга» в вертикальной плоскости симметрии и горизонтальной плоскости на уровне окон. Воздухообмен происходит через окна и люки. Суммируя давление по площади закрытых люков и окон, можно определить действующие на эти проемы аэродинамические силы.

Для примера, рассмотрим упрощенную схему вентиляции автобуса через расположенные на его крыше люки. Откроем только люк номер 1 (рис. 1.8, а), оставляя закрытым второй люк, и нарушим тем самым равновесие воздушных масс в салоне автобуса. Тогда внутри автобуса в салоне будет действовать лишь атмосферное давление, а снаружи в открытом проеме люка - сумма аэродинамического и атмосферного давлений. В результате произойдет приращение статического давления в салоне на величину ру и через некоторый промежуток времени установится отношение

Ра+РД1=Рст+РГ

Таким образом, при открытом люке давление в салоне отличается от атмосферного на величину аэродинамического давления в области открытого

люка. Если открыто несколько люков и окон, то избыточное внутреннее давление в салоне будет определяться площадью открытых проемов и действующими в них аэродинамическими силами. Избыточное внутреннее давление в этом случае

Ру = Рст ~ Ра (1.6)

При рст> ра получим Ру>0 и, наоборот, при рст< ра, будем иметь ру<0. Упрощенный метод расчета воздухообмена в автомобильном салоне возможен при следующих допущениях:

температура воздуха внутри и вне автомобиля одинакова;

положение люков и окон (открыты или закрыты) не влияет на характер обтекания автомобиля воздушным потоком;

избыточное давление в салоне одинаково во всем его объеме;

движение воздуха в салоне установившееся.

В дальнейшем при уточнении расчета можно отказаться от сделанных допущений и перейти от решения наиболее простых задач к более сложным.

Для автобуса движущегося с двумя открытыми люками (рис. 1.8, б), давление в области этих люков pi и /?? можно определить через величину скоростного напора

_ ро1 _ риг

Pi=Pi—^> Pi = Pi

Предположим, что р{> рр- ра.

Для воздушной струи, входящей в салон через люк 7, напишем уравнение Бернулли для двух сечений:

P.+h^P^+O^ (1-7)

где v и V/ — скорости соответственно свободного воздушного потока и потока в сечении струи, проходящей через люк; коэффициент потери напора. Аналогично для второго люка

P^^P. + Pi^f + d+O^f. (1-8)

где «г - скорость потока во втором люке.

XJ

TJ

ы.

XJ

i)

XJ Рис. 1.8 Упрощенные схемы вентиляции салона автобуса: а - при одном открытом люке; б - при двух открытых люках; в - при одном открытом люке и двух открытых окнах

Подставив в уравнения (1.7) и (1.8) значениерст-ра (1-6), получим (1.9)

р{д*р,+(1+О—-;

РЩ

Р„шРгЧ+0+0 Количество воздуха, проходящего через люки в единицу времени,

(1.10)

G, = ApxuxFx\ 1 G2 = A2Plv2F2,\ где А] 11А2- коэффициенты сжатия струи; F] и F? - площадь проемов; PiР2-удельные веса воздуха.

Найдя из уравнения (1.9) значения vj и и подставив их в (1.10), получим Сг = А1:

'i—P^P.-P^ Решение этих уравнений становится возможным, если известнору. Из уравнения неразрывности потока (7/=G> Введем обозначение коэффициента py=(py/q), который аналогично коэффициенту давления р

характеризует внутреннее давление в салоне.

Назовем ру коэффициентом внутреннего давления. Его величина будет

зависеть от коэффициента давления у открытых проемов и от их площадей. При двух открытых проемах

р ML±ML. (i.ii)

У У F2+F2 V >

В формулы (1.10) подставим значения ру и ру. В последнем случае, используя формулу (1.11) и принимая Р\=Рг~Р\ 4^1/(1+0 -цх\ A2i]l/(l+?) = р2> получим (1.12)

Gl=plvpFlylpl-py;

G2=p2vpF2y]py-p2.

Для трех открытых проемов в случае Ц1=Ц2=Из и при условии, что через второй и третий проемы происходят вытяжка (рис. 1.8, в), можно получить

Р> ~ Л/2 -4F/F/

где At = Fl2+F21+F*; N = plFl2+p2F22^p,F)2-,

T = (Pi-P2Xpl-pi)^2 ~(Р2-РзХРг ~Pi)Fi -(.Pi-PiXPi-Pi)Fi- Таким образом, если одновременно открыты три проема, то расчет значительно усложняется. Следовательно, аналитическое решение задачи определения воздухообмена для салона с числом одновременно открытых люков и окон более трех становится исключительно сложным. Это заставляет искать графические методы решения подобных задач.

<< | >>
Источник: Матвеев Денис Викторович. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РАСЧЕТА СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ижевск - 2006. 2006

Еще по теме 1.2.1 Упрощенный аналитический метод расчета вентиляции салона:

  1. 1.2.1 Упрощенный аналитический метод расчета вентиляции салона
  2. 1.2.2. Графический метод расчета воздухообмена в салоне
  3. 1.2.3 Метод расчёта системы отопления и вентиляции салона автомобиля, основанный на экспериментальных данных
  4. 1.1 Методы расчета рабочего процесса поршневого бензинового ДВС
  5. §2.3. Методы расчета многоходовых Z-перекрестных теплообменников.
  6. 7.2. Методы расчета тарифовимущественного страхования
  7. Ретроспективный (бухгалтерский) метод расчета
  8. Сопоставимость методов расчета математических резервов
  9. Метода расчета премии при пропорциональном страхований
  10. 12.2. Аналитический метод решения задач параметрического программирования
  11. 11.6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И АНАЛИЗА СЕБЕСТОИМОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕВОЗОК В КОНКРЕТНЫХ УСЛОВИЯХ
  12. 21.3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО ПАРКА ЛОКОМОТИВОВ И РАБОЧЕГО ПАРКА ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
  13. 9.5. Синтетический и аналитический учет расчетов по оплате труда