Устройство систем отопления

РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Методические указания к курсовой работе

Волгоград

УДК 621. 103

Расчет системы отопления транспортного средства: метод. указ. к курсовой работе / сост.: С. Н. Шумский, Е. А. Захаров; Волгоград. гос. техн. ун-т. – Волгоград, 2009. – 36 с.

Излагается методика расчета теплового баланса салона транспортного средства, расчет процессов сгорания топлива в автономном жидкостном подогревателе, а также конструктивный и проверочный расчеты теплообменного аппарата салона.

Ил. 12. Табл. 7. Библиогр.: 3 назв.

Рецензент К. В. Приходьков.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета.

Ó Волгоградский государственный

технический университет, 2009.

__________________________________________________________________

Составители: Сергей Николаевич Шумский

Евгений Александрович Захаров

РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Методические указания к курсовой работе

Редактор А.К. Саютина

Темплан 2009 г., позиция № _________.

Подписано в печать

Формат 60x84 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная.

Усл.печ.л. _________. Уч.-изд. л. _________.

Тираж ______ экз. Заказ №

Волгоградский государственный технический университет.

400131, Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, 28

РПК "Политехник" Волгоградского государственного технического

университета. 400131, Волгоград, ул. Советская, 35

Цель работы

Выполнение курсовой работы является важным этапом в изучении дисциплины «Теплотехника и транспортная энергетика» студентами направления «Эксплуатация транспортных средств», обеспечивающее:

· углубление и закрепление знаний по изучаемой дисциплине;

· приобретение навыков практического использования теоретических положений для расчетов теплообменных аппаратов, процессов горения и теплового баланса транспортного средства;

· изучение различных способов обогрева салона автомобилей.

(Термин «салон» в данной работе в зависимости от варианта задания используется для условного обозначения салона автобуса, а также кабины и фургона грузового автомобиля).

Содержание курсовой работы

Курсовая работа включает в себя следующие основные расчеты:

· расчет теплового баланса салона транспортного средства;

· расчет процессов сгорания топлива в автономном жидкостном подогревателе;

· расчет теплообменного аппарата салона для различных схем обогрева.

Общие указания

Прежде чем приступить к выполнению расчетов, необходимо:

1) Ознакомиться с содержанием задания;

2) Проработать теоретический материал по теме курсовой работы;

3) Ответить на все контрольные вопросы, приведенные в конце данных методических указаний.

Вариант работы задается преподавателем. Исходные данные для расчета выбираются из табл. 3.1.

Расчеты необходимо производить, пользуясь системой единиц СИ.

Выполненная и оформленная курсовая работа должна содержать:

1) номер варианта и исходные данные для расчета (табл. 3.1.);

2) расчетные формулы, используемые при расчете и подробный ход решения;

3) сводную таблицу результатов расчета (табл. 3.2);

4) рисунки и графики, требуемые заданием (рис. 4.2, рис. 7.1 и рис. 8.1, 8.2 или 8.3, 8.4 или 8.5).

Курсовую работу необходимо оформлять в соответствии с требованиями ГОСТ (образец оформления работы вывешен в лаборатории теплотехники).

Работа в полностью оформленном виде должна быть сдана на проверку преподавателю и завершена в сроки, установленные кафедрой.

При защите студент должен:

1) уметь изложить весь ход расчета;

2) свободно владеть теоретическим материалом по теме курсовой работы.

Таблица 3.1

Таблица вариантов заданий

Наименование	Обозн. и разм.	В а р и а н т ы

1. Температура окружающей среды	t_{нар ,}^○С	-5	-6	-7	-8	-4	-2	-3	-4	-5	-6	-7	-8	-9	-10	-8
Давление окружающей среды	В, гПа
3. Необходимая температура в салоне	t_вн, ^○С
4. Кратность циркуляции	z, 1/ч	0,8	0,9	1,0	1,2	1,5
5. Размеры салона l x b x h	м	7 x 3 x 2,5	8 x 3,5 x 2,5	1,8 x 3,0 x 2,0
6. Схема теплообменного аппарата (см. 8.1.,8.2.,8.3.)	–
7. Скорость движения воздуха относительно наружной поверхности салона	W, м/с
8. Коэффициент избытка воздуха	α	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,15	1,25	1,35	1,45	1,55	1,57	1,47	1,37	1,27	1,17

Таблица 3.1

Таблица вариантов заданий

Наименование	Обозн. и разм.	В а р и а н т ы

1. Температура окружающей среды	t_{нар ,}^○С	-7	-8	-9	-10	-11	-5	-6	-7	-8	-9	-4	-5	-7	-10	-9
Давление окружающей среды	В, гПа
3. Необходимая температура в салоне	t_вн, ^○С
4. Кратность циркуляции	z, 1/ч	1,4	1,2	1,0	0,8	0,7
5. Размеры салона l x b x h	м	4 x 2,8 x 2	6 x 3 x 2,2	1,5 x 2,5 x 2,0
6. Схема теплообменного аппарата (см. 8.1.,8.2.,8.3.)	–
7. Скорость движения воздуха относительно наружной поверхности салона	W, м/с
8. Коэффициент избытка воздуха	α	1,65	1,55	1,45	1,35	1,25	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,15	1,25	1,35	1,45	1,55

Таблица 3.2

Таблица результатов расчета

Q_0, кВт	Q_c кВт	Q_в кВт	α_н,	α_в,	1/α_н,	1/α_в,	δ₁/λ₁,	δ₂/λ₂,	δ₃/λ₃,	δ_ст/λ_ст,

продолжение табл. 3.2

T_z, К

, ^○C

α₁,

α₂,

, м

F, м²

F₀/F

Устройство систем отопления

В настоящее время на автотранспорте применяется два типа систем отопления: автономные и с использованием теплоты охлаждающейся жидкости двигателя внутреннего сгорания. В легковых автомобилях наибольшее распространение получили системы второго типа (рис. 4.1). Они ограничиваются в качестве источника теплоты двигателем внутреннего сгорания, что обеспечивает их малую стоимость и простоту конструкций. Принципиальным недостатком этих систем отопления является то, что они могут эксплуатироваться только при работающем ДВС.

В грузовиках и автобусах широко используются системы автономного отопления. Основой этих систем являются жидкостные или воздушные подогреватели, работающие на дизельном топливе, реже на бензине. Такие подогреватели могут также использоваться для предпускового прогрева ДВС в холодное время года. Существенным преимуществом автономных отопителей является то, что они работают независимо от двигателя. Это, несомненно, удобно при длительных стоянках, особенно зимой. При движении автомобиля

4.1. Схема системы вентиляции и отопления легкового автомобиля:

1 – боковой насадок; 2 – насадки обдува стекла ветрового окна; 3 – патрубок; 4 – крышка;

5 – радиатор отопителя; 6 – осевой вентилятор; 7 – заслонка; 8 – воздуховод

подогреватель, как правило, отключается, и для отопления используется теплота охлаждающей жидкости ДВС, то есть система первого типа преобразуется в систему второго типа.

Устройство жидкостного подогревателя схематично показано на рис. 4.2.

Подогреватель комплектуется электронасосами для подачи топлива и теплоносителя, а также электровентилятором для подачи воздуха в зону горения. Питание насосов и вентилятора осуществляется от аккумуляторной батареи автомобиля. Система автоматики реализует необходимую последовательность операций при запуске подогревателя и осуществляет контроль за его работой.

Функционально подогреватель состоит из двух основных частей: теплообменника и топки. Теплообменник образован корпусом и жаровой трубой. Они имеют двойные стенки, образующие «рубашку», внутри которой циркулирует подогреваемая жидкость – холодный теплоноситель. Горячим теплоносителем являются факел горящего топлива и продукты сгорания, соприкасающиеся с наружными стенками «рубашки».

Топка снабжается форсункой, свечой накаливания и горелкой. Свеча накаливания обеспечивает зажигание струи распыленного форсункой топлива при розжиге подогревателя.

Топливный насос шестеренный, давление впрыска топлива 4÷6 кгс/см². Жидкостный насос центробежного типа обеспечивает циркуляцию жидкого теплоносителя в системе отопления. Создаваемое им избыточное давление обычно лежит в пределах от 0,4 до 2,0 кгс/см².

Система автоматики с помощью термовыключателей поддерживает температуру теплоносителя в циркуляционной системе подогревателя в пределах от 73 до 78 ^○С. Подача топлива к форсунке и, соответственно, горение факела прекращаются, когда температура теплоносителя превысит 78 ^○С, и вновь автоматически возобновляются, когда он остывает ниже 73 ^○С.

Рис. 4.2. Устройство жидкостного подогревателя:

1- корпус; 2- топочное пространство котла; 3- патрубок отвода из подогревателя нагретого теплоносителя; 4 – горелка; 5 – патрубок подачи топлива;

6 – форсунка; 7 – патрубок подвода воздуха в горелку; 8 – жаровая труба;

9 – патрубок подвода теплоносителя в подогреватель;

10 – патрубок отвода отработавших газов; 11 – свеча накаливания

В конструкции имеется также термопредохранитель, который полностью отключает подогреватель при достижении максимально допустимую температуру жидкости в теплообменнике 103 ^○С (аварийный режим).

Сгорание топлива в подогревателе происходит при коэффициенте избытка воздуха α > 1, поэтому содержание CO в отработавших газах не превышает 0,2%.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒