Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
ИМПЕРАТОРА НИКОЛАЯ II»
___________________________________________________
Кафедра «Химия и инженерная экология»
В.Г. ПОПОВ, Е.В. ТИМОШЕНКОВА
ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ
АППАРАТОВ, ВХОДЯЩИХ В СИСТЕМУ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
КАБИНЫ ЭЛЕКТРОВОЗА
Учебно-методическое пособие
к курсовой работе
Москва – 2016
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
ИМПЕРАТОРА НИКОЛАЯ II»
___________________________________________________
Кафедра «Химия и инженерная экология»
В.Г. ПОПОВ, Е.В. ТИМОШЕНКОВА
ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ
АППАРАТОВ, ВХОДЯЩИХ В СИСТЕМУ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
КАБИНЫ ЭЛЕКТРОВОЗА
Учебно-методическое пособие
для студентов направления «Техносферная безопасность» профиль 20.03.01
(бакалавриат) «Инженерная защита окружающей среды»
Москва – 2016
УДК 628
П 58
Попов В.Г., Тимошенкова Е.В. Инженерно-технический расчет рекуперативных теплообменных аппаратов, входящих в систему кондиционирования воздуха кабины электровоза: Учебно-методическое пособие к курсовой работе. - М.: МГУПС (МИИТ), 2016. – 44 с.
Данное учебно-методическое пособие позволяет получить ответы по ряду вопросов, возникающих при проектировании системы вентиляции, отопления, кондиционирования.
В учебно-методическом пособии рассмотрены основные вопросы, такие как: методика тепло-влажностного баланса кабины электровоза в летний период года, на основании которого выбирается система кондиционирования и соответствующие теплообменные аппараты; а также методика расчета рекуперативных теплообменных аппаратов (испарителя и конденсатора), входящих в состав данной системы кондиционирования.
Рекомендовано для направления «Техносферная безопасность» профиль 20.03.01 (бакалавриат) «Инженерная защита окружающей среды».
Рецензент к.т.н., доцент каф. «Теплоэнергетика железнодорожного транспорта» МГУПС (МИИТ) Горячкин Н.Б.
© МГУПС (МИИТ), 2016
-
Введение
Инженерно-технический расчет теплообменных аппаратов предлагается провести на примере рассмотрения системы кондиционирования воздуха, которая устанавливается на кабину машиниста с целью обеспечения в ней комфортного температурного режима для летнего периода эксплуатации подвижного состава.
Системы кондиционирования воздуха применяют для создания и поддержания нормируемого микроклимата, т.е. главным образом температуры, влажности, подвижности воздуха на рабочих местах машиниста и помощника.
Рабочее место локомотивной бригады изолировано от внешней среды ограждающими конструкциями (стенами), что позволяет создать в ней определенный микроклимат. Ограждения защищают помещения от непосредственных атмосферных осадкой, а климатические установки поддерживают состояние внутренней среды на определенном уровне. Совокупность всех инженерных средств и устройств, обеспечивающие заданные условия микроклимата в помещении будем называть системой обеспечения микроклимата.
Профессия машиниста локомотива относится к группе профессий операторского типа. Данный вид деятельности с физиологической точки зрения характеризуется выраженным нервно-эмоциональным напряжением и в тоже время малоподвижностью что требует высокого уровня комфортности.
1.1 Метеорологические основы для проектирования систем кондиционирования
К метеорологическим основам следует отнести такие составляющие как: погоду, климат в данной местности и наличие солнечного излучения (климатическая зона).
Состояние погоды определяется совокупностью следующих метеорологических параметров:
- температурой наружного воздуха, 0С;
- относительной влажностью наружного воздуха, %;
- атмосферным давлением, Па (в нашем проекте принимается атмосферное давление 760 мм рт ст)
- скорость движения воздушных масс, м/с (в нашем проекте данный параметр не учитывается)
Перечисленные элементы являются исходными параметрами при проектировании систем кондиционирования.
-
Теплофизиологические основы для проектирования систем кондиционирования
В задачу кондиционирования воздуха в кабине локомотива входит обеспечение комфортных условий для человека. Теплоотдача от человека в окружающую среду осуществляется главным образом посредством теплопроводности, конвекции а также за счет излучения и скрытого теплообмена испарением с поверхности тела.
Чтобы обеспечить комфортные условия необходимо чтобы в любой момент времени между количеством тепла и влаги, поступающим от человека в окружающее его пространство и количеством тепла и влаги, которая среда способна поглотить, будет обеспечен нулевой баланс. Таким образом, тепловой комфорт можно обеспечить, если окружающая среда способна поглотить, то количество тепла и влаги, которое поступает от человека.
Рассчитаем температуру воздуха которая должна быть в кабине локомотива по формуле:
(1)
tв – температура воздуха в кабине, 0С;
tн – температура наружного воздуха, 0С
Использование диаграммы влажного воздуха при термодинамических расчетах
Технические расчеты процессов с влажным воздухом практически всегда производятся с помощью I-d диаграммы. I-d диаграмма представлена в Приложении 1 рисунок 1.1
На ней по оси ординат нанесены значения энтальпии влажного воздуха в (кДж/кг сух.возд.), а по оси абсцисс – значения влагосодержаний в (г/кг сух.возд.).
На диаграмме действительную ось влагосодержаний проводят под углом 1350 к оси ординат, поэтому линии изоэнтальпий проходят на диаграмме под таким же углом к оси энтальпий. На I-d диаграмме кроме изоэнтальпий наносятся линии постоянных значений температуры, относительной влажности, влагосодержаний. Диаграмма составляется для постоянного общего давления влажного воздуха
На I-d диаграмме строится точка В – точка состояния внутреннего воздуха.
Построение какой либо точки на I-d диаграмме может осуществляется минимум по двум из следующих известных параметров: температура, относительная влажность, влагосодержание, энтальпия.
Пример построения точки представлен на рисунке 1.2 Приложения 1