Способ определения среднего коэффициента теплопередачи кузова транспортного средства

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕ-. РЕДАЧИ КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО ;СРЕДСТВА, заключающийся в нагреве воздуха внутри кузова при помощи источника тепла до установления стационарного режима теплопередачи и расчете среднего коэффициента теплопередачи, от ли чающийся тем, что, с целью уменьщения трудоемкости, измеряют мощность источника тепла в процессе нагрева и в момент установления стационарного режима теплопередачи отключают источник тепла, регистрируют перепад температур воздуха внутри и снаружи кузова в процессе его естественного охлаждения и в стадии регулярного режима по темпу i охлаждения, определяют установивщееся § значение перепада температур, на основа (/) с нии которого рассчитывают искомый параметр .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(д> Q 01 И 25/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 32 48565/18-25 (22) 05.02.81 (46) 23.07,83. Бюл. Ph 27 (72) Г. И. Верников, С. А. Сапожников и А, А. Шустер (71 ) Всесоюзный научно-исследовательский институт вагоностроения (53) 532. (137) (088.8) (56) 1. Осипова В. A. Экспериментальное исслецование процессов теплообмена .

N., "Энергия", 1969 с. 213 214.

2. Методика опрецеления среднего коэффициента теплопередачи ограждаюших конструкций кузовов пассажирских вагонов в установках стоянки (группа Ll 52).

Ост 24,050 15-79, 1979, с. 14 (прототип). .(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СРЕДНЕГО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕ„„SU„„1030713

РЕДАЧИ КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО

;СРЕДСТВА, заключаюшийся в нагреве воздуха внутри кузова при помощи источника тепла цо установления стационарно го режима твплопередачи и расчете срецнего коэффициента теплоперецачи, о т л ичаюшийся тем,что,cïåëüþ уменьшения труцоемкости, измеряют мошность источника тепла в процессе нагрева и в момент установления стационарного режима твплопередачи отключают источник тепла, регистрируют перепад температур воздуха внутри и снаружи кузова в процессе его естественного охлажцения и в стадии регулярного режима по темпу охлаждения, опрецеляют установившееся значение перепада температур, на основании которого рассчитывают искомый параметр.

С:

1 10307

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств и может быть применено цля определения теплоперецачи кузовов автомобилей, железнодорожных вагонов, фюзеляжей самолетов, строительных конструкций и т.д.

Известен способ опрецеления коэффициента теплопередачи методом стационарного режима теплопередачи, при этом изменяется перепад температур и мош- )Q ность в стационарном режиме t 1) .

Недостатком этого способа является то, что значительное влияние на точность оказывает нестабильность мошности источника тепла во времени.

Наиболее близким по технической суш ности к предлагаемому является способ определения среднего коэффициента теплопередапи кузова транспортного средства, заключаюшийся в нагреве возцуха внут- gg ри кузова при помоши источника тепла до установления стационарного режима и расчете коэффициента теплопередачи по извесч ным формулам (2 ), Недостатком известного способа является то, что он требует значительного времени и больших затрат энергии на поддержание указанного стационарного режима теплопередачи и многократных измерений. По указанному способу измерения коэффициента теплоперецачи иногца длятся несколько суток, так как для получения достоверного результата минималь ная продолжительность расчетного периода со стабильным установившимся пере35 пацом температур внутреннего и наружного воздуха должна быть не менее 12 ч, Получить такой расчетный период сразу не всегда удается, и испытания приходится продолжать довольно длительное

40 время. При этом возмушаюшими факторами являются не только колебания темпе ратуры наружного воздуха, но также колебания мошности нагревательных устройств (как правило, это электронагревательные печи), Из-за колебаний темпера45 туры и мошности разброс значений перепаца температур внутреннего и наружного воздуха при этом бывает довольно значительным, что требует увеличения цлитель-. ности способа опрецеления коэффициента твплопеpeдачи, Недостатки указанного способа определения коэффициента теплоперецачи могут. быть преодолены при использовании некО 55 торых свойств процесса ость|вания (нагрева) прецварительпо нагретого (охлаж„цвнного) кузова. Начальный пвриоц процесса остывания (нагрева) кузова характеризуется сильным влиянием на температурное поле его начального состояния (начального распрецеления температур).

С течением времени влияние начальных особенностей температурного поля ослабевает и наступает регулярная стадия, в которой при постоянной температуре окружаюшей срецы закон изменения температурного поля во времени приобретет простую экспонвнциальную форму. При этом график изменения во времени перепаца 6 средних температур воздуха внутри и снаружи кузова в полулогарифмических координатах представляет собой прямую линию.

Установлено, что экстраполяция линейного участка графика K@8(i ) в регулярной стадии до пересечения с осью I?n8 при = 0 (начальный момент процесса остывания - момент отключения источника тепла) дает значение установившегося перепаца температур стационарного режима теплообмена с окружаюшвй средой. Для кузовов транспортных срецств после прек ращения нагрева регулярная стадия на1 ступает достаточно быстро. Это позволяет получить линейный характер изменения логарифма перепада температур за небольшой период времени.

Белью изобретения является уменьшение труцоемкости способа.

Указанная цель цостигаетмя тем, что согласно способу, заключаюшемуся в нагреве воздуха внутри кузова при помоши источника тепла цо установления стационарного режима теплоперецачи и расчете среднего коэффициента теплопередачи, измеряют мошность источника тепла в процессе нагрева и в момент установления стационарного режима теплопередачи отключают источник тепла, регистрируют перепад температур воздуха внуч ри и снаружи кузова в процессе его естественного охлажцения и в стации регулярного режима по темпу охлажцения, опрецеляют установившееся значение пео репада температур, на основании которо го рассчитывают коэффициент теплопврецачи.

На чертеже показано опрецеление установившегося перепада температур по предлагаемому способу.

Послецоватвльность действия цля реализации предлагаемого способа на приме ре вагона слвдуюшая.

Эозцух во внутреннем обйвмв кузова. вагсаа с известной средней твпл0пррвцаю

3 ЮЗ0

1цей поверхностью F нагревают при помощи источников тепла (электропечей) мощностью Й цо установления стационарного режима теплопередачи, затем электро. печи отключают и в период, когца температура наружного воздуха не изменяется, произвоцят естественное охлажцение кузова. В этом режиме через равные интервалы времени производят измерение значений температур воздуха внутри и 10 снаружи кузова. Затем для каждого момента замера вычисляют значения логарифма перепада температур воздуха внутри и снаружи кузова и наносят их на график в коорцинатах логарифм перепада 15 температур gn6 - время Т, затем выделяют линейный участок графика и экстраполируют его до пересечения с осью (aB в момент отключения источника тепла (ь =0). Эта точка .пересечения определяет 20 значение установившегося перепаца тем ператур 8>. Далев используют полученное значение перепада Вр при расчете срецне713 го коэффициента теплоперецачи К по обычной формуле где N - мощность источника тепла;

1- - плошадь теплопередаюшей поверхности;

6 «перепад температур воздуха внут ри и снаружи кузова.

Предлагаемый способ позволяет сок7 ратить продолжительность эксперймента не менее, чем втрое, по сравнению с из вестным способом определения коэффициента теплопередачи вагона.

Одновременно снижаются энергозатра» ты на проведение эксперимента (так при испытании оцного пассажирского вагона указанная экономия энергии может составлять 400-450 кВтзч). Соответственно снижаются затраты на аренду вагона и другие ециновременные затраты.

Составитель В. Зайченко

Рецактор Н. Лазаренко Техрец М.Коштура Корректор С. Шекмар

Заказ 5202/44 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобр тений и открытий

l13035, Москва, Ж-. 35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП "Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4