<<
>>

3.2 Анализ результатов расчёта модернизируемой конструкции отопителя

Сравнение результатов полученных по разработанной технологии, с результатами экспериментального исследования показало, что применение данного подхода к решению задачи отопления и вентиляции легкового автомобиля обосновано.

Поэтому в ходе проектно-конструкторских работ по модернизации автомобиля был спроектирован и рассчитан новой корпус отопителя, с учетом представленных рекомендаций по изменению геометрии штатного отопителя.

На основе конструкторской документации была построена геометрия внутреннего пространства и конечно-элементная сетка расчетной области вновь спроектированного отопителя с теми же граничными условиями на входной границе в отопитель, что и для штатной системы отопления (при

интенсивности турбулентности I = 0,1 т.к. расчет штатного отопителя показал, что интенсивность турбулентности на входе в отопитель не оказывает значительного влияния на структуру потока в системе отопления). При этом моделировались различные режимы работы, определяемые геометрическим положением заслонки отопителя, а именно:

режим вентиляции: дефлекторы, направляющие поток в ноги пассажиров и водителя, закрыты полностью; дефлекторы, направляющие поток на ветровое стекло закрыты полностью; перепускное окно открыто;

режим отопления (обогрев ветрового стекла): дефлекторы, направляющие поток на ветровое стекло, открыты; дефлекторы, направляющие поток в ноги пассажиров и водителя, закрыты; поток, направленный на передних пассажиров, перекрыт; перепускное окно закрыто;

режим отопления (общий обогрев): дефлекторы, направляющие поток на ветровое стекло, открыты; дефлекторы, направляющие поток в ноги пассажиров и водителя, открыты на 50%; поток, направленный на передних пассажиров, открыт; перепускное окно закрыто.

Схема распределения потока во вновь спроектированном отопителе представлена на рис.3.14, а расчетная область внутреннего пространства отопителя на рис.3.15

Кратко поясним движение воздуха в новом корпусе отопителя. Как и у штатной системы отопления, воздух проходит через радиатор, но в данной системе можно управлять потоком и, в зависимости от сложившейся ситуации, направлять его полностью в нижнюю или в верхнюю часть салона. Управляя углом поворота заслонки, можно распределять поток в нужном соотношении. При направлении потока в верхнюю часть отопителя водитель может направить поток полностью на лобовое стекло (чтобы уменьшить время размораживания ветрового стекла в зимний период), или направить весь поток в нижнюю часть салона для поддержания необходимой температуры. Расход воздуха, направляемого на лобовое стекло и

дефлекторы, расположенные на панели приборов, так же регулируется углом поворота заслонки, находящейся в верхней части отопителя. Выходы на лобовое стекло и дефлекторы панели приборов

ж U uvyjjivruiiupbl UUHVI

Вход

^S tttt ttttt

Пористое тело (радиатор)

Заслонка регулирующая распределение "потока в ноги и верхнюю часть отопителя

I IV4

Выход в ноги Рис.3.14 Схема распределения потока в корпусе отопителя

Рис. 3.15 Расчетная область внутреннего пространства отопителя Расчеты показывают, что обтекание радиатора происходит равномерно по всей поверхности радиатора, что явно прослеживается на рис. 3.16. Перепад давления на радиаторе не превышает предельного значения ДР = 140 Па и имеет максимальное значение на третьем режиме работы отопителя ДР = 109 Па (рис. 3.17). reiATtvf РА

¦то* к local «<• где

ЮСА. V»*- 1СМ

и

МИ 224) ЙП мк

IM UV

un км нм

|И1

U4i 141» 1>«

Рис. 3.16 Перепад давления на радиаторе при первом режиме работы

нагнетателя

Значение скоростей на выходах из корпуса отопителя для всех режимов работы системы отопления представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Значение средней скорости на выходе из дефлекторов. Производи -тсльность Скорость воздуха на выходах из отопителя, м/с 1ый режим 2ой г>ежим Зин режим вентилятор а. м3/ч пассажир I lor и пассажир ноги стекло прав. лев. центр с текло ноги стекло прав лев. ЦСН'1 200 3.14 2.54 0,54 5.17 3.40 0,03 0,80 0.80 1.0 300 - - 5.34 4.83 0.93 7.02 5.81 0.10 1,37 1.41 1.8 365 6.63 5,98 1,15 — 8,99 6,51 0,14 1,89 1.90 2.2 При работе отопителя на третьем режиме в средней части отопителя

образуется область отрыва потока (рис.3.18 а), существование которой уменьшает количество воздуха направляемого на воздуховоды обдува лобового стекла. 20 0

о; s X

а> с; со си «3

аз

v а. а) с

160 140

с 120 100 80 60 40 ^Рт II

Ш 1. режим работы отопителя

Рис. 3.17 Зависимость сопротивления радиатора от режима работы

нагнетателя

Анализ результатов расчета позволили сделать следующие выводы:

В корпусе отопителя существуют зоны, в которых скорости практически равны нулю, в частности над перепускным каналом существует застойная зона. Это значит, что использование данного объема нецелесообразно.

Необходимо изменить геометрию каналов направляющих поток на лобовое стекло автомобиля, так как основной поток уходит на воздуховоды панели приборов.

Расположение радиатора выбрано правильно, так как при прохождении воздушного потока через него происходит равномерно по всей поверхности радиатора. Зоны отрыва потока

•i/uMH.v

It

гас/»*') доилм

•ХЛ w 7»TjM

©

I ltC4 WVII

HUkOiAO AfiCflONM

б)

Рис. 3.18 Поле скоростей в корпусе отопителя: а) для режима полного отопления в сечении плоскости симметрии XOZ; б) для режима вентиляции в плоскости симметрии XOZ; в) 3-х мерное распределение

| .» ¦ w:/« . I Ш

fttr* 1'

u>* Iш

.» ч : xi» v

B)

© поля скорости

<< | >>
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 3.2 Анализ результатов расчёта модернизируемой конструкции отопителя:

  1. 3.2 Анализ результатов расчёта модернизируемой конструкции отопителя