2.2. Анализ физических процессов, происходящих в системе отопления и вентиляции легкового автомобиля

Корпус системы отопления представляет собой сложную трехмерную систему воздуховодов (рис. 2.9). Поток воздуха на входе отопителя создаётся при помощи турбинного нагнетателя. Схема распределения потока в корпусе системы отопления и вентиляции представлена на рис.2.10.

л ^

режиме - 300 м7ч, на третьем режиме - 365 м /ч. 9ыход на левый дефлектор панели Выходы на нижние сопла приборов обогрева салона

Вь <од на

/тральные дефлекторы панели приборов

Выход на правый дефлектор панели приборов

Рис. 2.9 Схема воздуховодов в штатном корпусе отопителя

ВХОД

пни

Пористое тело

(радиатор)

Выход на центральные дефлекторы панели приборов

Выходы на лобовое стекло, и правый, и левый дефлекторы панели приборов

Выходы о нижнюю часть салона Рис. 2.10 Схема распределения потока воздуха в отопителе

Размеры входного отверстия отопителя - h = 0,089 м, b = 0,25 м. Для заданных расходов подаваемого нагнетателем воздуха, средние скорости на входе будут соответственно равны: на первом режиме и, - 2,51 м/с; на втором режиме и2- 3,75 м/с; на третьем режиме из - 4,51 м/с. Схема подачи воздуха в корпус системы отопления представлена на рис.2.1 1.

Рис.2.1 1 Схема подачи воздуха в систему отопления и вентиляции

Оценка порядка величин скоростей показала, что движение воздуха можно рассматривать, как движение несжимаемой среды.

Число Рсйнольдса будет минимальным на первом режиме. Его значение определяется по формуле:

Re = u-b-p/|i = 2,51 -0,25-1,205/( 1,81 • 10'5)~ 4,1-Ю4.

Ламинарное течение даже в простейших по конструкции объемах, происходит при значительно меньших значениях числа Рейнольдса, например, в круглой гладкой металлической трубе ламинарное течение возможно только при Re < 2200-2300, поэтому в нашем случае очевидно течение будет турбулентным.

В зависимости от режима работы турбинного нагнетателя, интенсивность турбулентности на входе может быть различной, оценки показали, что она может быть принята равной 5%, 10% и 15% (I = 0,05; 0,1; 0,15). Длина участка смешения выбрана на порядок меньше, чем ширина входа (т = 0,025 м). На выходных сечениях задано условие равенства масс воздуха на входе и выходе системы отопления и вентиляции автомобиля.

В системе отопления установлен радиатор, который в расчетной области представлен изотропным пористым телом.

На основании анализа физического процесса приняты следующие допущения:

в местах соединения деталей, корпуса системы отопления и вентиляции, имеются уплотнители, поэтому при постановке задачи было принято, что корпус системы отопления и вентиляции абсолютно герметичен;

скоростной режим внутри расчётной области не зависит от времени,

т.е. течение установившееся;

воздушный поток не содержит примеси воды или других жидкостей: течение является однофазным;

-в рассчитываемой модели нет вращающихся механических частей, например, лопастей вентилятора;

теплообмен отсутствует;

внешние границы расчётной области непроницаемы, кроме входных и выходных отверстий.

Для расчета воздушного потока были приняты следующие физические параметры воздуха при стандартных значениях давления и температуры (0,1 МПа и 293° К): плотность - 1,205 кг/м3; динамическая вязкость -1,8МО'5 кг/(м-с); удельная теплоемкость - 1006,0 Дж/(кг-К); коэффициент теплопроводности -

2,637-10 Вт/(м-К).