Обеспечение комфортных условий работы водителя на основе совершенствования характеристик вихревых труб и систем кондиционирования

• Автор: Худяков, Константин Валентинович
• Шифр специальности: 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
Глава. СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ И ИСТОЧНИКИ ХОЛОДА, ИХ СООТВЕТСТВИЕ УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВАХ

1.1. Комфортные условия работы водителя, необходимость

обеспечения приемлемого микроклимата в кабине

1.2. Источники теплопоступлений в кабину транспортного средства.

1.2.1. Тепловыделения узлов гидрооборудования

1.2.2. Тепловыделения от двигателя и трансмиссии.

1.2.3. Тепловыделения электрооборудования

1.2.4. Т епловыделения людей.

1.2.5. Теплопередача через непрозрачные ограждения.

1.2.6. Радиационный теплообмен.
1.2.7. Конвективный теплообмен.
1.2.8. Теплопоступления через прозрачные ограждения кабины
1.3. Системы кондиционирования воздуха, применяемые на современных транспортных средствах.
1.4. Источники холода для систем кондиционирования кабин
траспортных средств
1.5. Сравнение систем кондиционирования современных транспортных средств
1.6. Обоснование выбора вихревой трубы как наиболее перспек
тивного источника холода для кондиционирования кабины транспортного средства.
1.7. Системы вентиляции и воздухораспределения на транспортных средствах
1.8. Цели и задачи исследования
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА КОЭФФИЦИЕНТ КОМФОРТНОСТИ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ВОДИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ С УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМИ ВИХРЕВЫМИ ТРУБАМИ.
Тепловой баланс кабины водителя транспортного средства и
микроклиматические условия в кабине
Теплонапряженность кабины водителя автомобиля
Коэффициент комфортности по температуре и
относительной влажности
Показатели эффективности процесса энергетического разделения вихревой трубы системы кондиционирования
кабины водителя автобуса.
Анализ конструктивных характеристик вихревых труб
Выводы.
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВИХРЕВЫХ ТРУБ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ КАБИНЫ
АВТОБУСА.
Методики исследований характеристик вихревых труб
Планирование многофакторного эксперимента
Общая последовательность планирования эксперимента
Выбор варьируемых факторов
Расчет параметра оптимизации вихревой трубы.
Составление планаматрицы эксперимента
Расчет коэффициентов в уравнении регрессии
Статистический анализ уравнения регрессии.
Интерпретация уравнения регрессии.
Проведение эксперимента
3.3.1. Программа и методика испытаний. Погрешность средств
измерения
3.3.2. Описание опытного стенда.
3.3.3. Описание экспериментальных вихревых труб.
3.3.4. Испытания ВТ в типовой конфигурации с целью приближенной оценки холодопроизводительности.
3.4. Выводы
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ
КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ В КАБИНЕ ВОДИТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ
4.1. Испытания вихревой трубы с наклонными соплами
4.2. Планирование и проведение многофакторного эксперимента
для вихревой трубы с наклонными соплами
4.3. Результаты испытаний вихревой трубы с искривленной
камерой разделения
4.4. Обработка опытных данных испытаний вихревой трубы с
искривленной камерой разделения, определение ее оптимальных геометрических параметров.
4.5. Оптимизация источника холода системы
кондиционирования автомобиля на основе ВТ
4.6. Исследование лабораторного макета кондиционера кабины водителя, влияния теплообменников холодной части ВТ на
ее работу.
4.7. Определение коэффициента комфортности кабины ТС по
температуре и относительной влажности.
4.8. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Американские исследователи рекомендуют комфортная температура С, относительная влажность . Существуют также документы, регламентирующие микроклиматические условия в кабинах, и имеющие силу закона. ГОСТ7 Машины сельскохозяйственные самоходные. Рабочее место оператора предусматривает в кабине длиной не менее мм, шириной не менее мм и высотой мм в летнее время температуру воздуха не выше С при работе кондиционера. Нормы, действующие в авиации , допускают температуру воздуха в салоне ч С и его относительную влажность ч , скорость не более 0,4 мс, подачу воздуха на одного человека не менее ч кгч. В Типовых требованиях по технике безопасности и производственной санитарии для проектирования и постройки магистральных электровозов, тепловозов и электропоездов приведены следующие нормы для кабин, оборудованных установками кондиционирования воздуха в летний период при температуре наружного воздуха , и С температура воздуха в кабине должна составлять, соответственно, ч , и С относительная влажность воздуха ч . Как видно из сопоставления санитарных норм, действующих в различных областях техники с примерно одинаковыми условиями работы водителя, при нормировании одних и тех же параметров имеются большие различия, что говорит об еще недостаточном согласовании требований к системам кондиционирования кабин транспортных средств . Существуют и другие, комплексные, критерии оценки теплоощущений человека. К ним относят метод эквивалентных и эквивалентноэффективных температур, метод математического выражения всех величин, определяющих тепловое ощущение, метод радиационноэффективных температур, метод результирующих температур и др. В настоящее время наибольшее распространение получили методы эквивалентных и эквивалентноэффективных температур. Под эффективной температурой ЭТ понимается температура неподвижного насыщенного воздуха, при которой теплоощущения человека такое же, как в данном неподвижном ненасыщенном воздухе. Эквивалентноэффективная температура ЭЭТ это температура неподвижного насыщенного воздуха, при которой теплоощущения человека такое же, как и в данном подвижном ненасыщенном воздухе. По данным института охраны труда зона комфорта в зависимости от нагрузки на человека в летнее время лежит в пределах ,5 ,5 ЭЭТ. Однако критерии ЭТ и ЭЭТ достаточно условны и не учитывают радиационный теплообмен. Кроме того, комфортные значения ЭЭТ или ЭТ не могут быть обеспечены произвольным сочетанием температуры, влажности и подвижности воздуха, так большие скорости V 1,5 мс даже при повышенной температуре воздуха вызывают ощущение сквозняка . Методы определения эргономических показателей кабин не нормируют допустимых значений суммарного теплового воздействия на оператора в условиях теплонапряженного режима в летнее время, в частности ими не оговаривается величина прямой солнечной радиации проникающей через остекление, соответственно, ненормируемые величины не контролируются. В качестве критерия, однозначно характеризующего теплоощущения человека используется результирующая температура РТ. Микроклимат оцениваемый в градусах РТ, определяется на основе результатов измерения температуры и скорости воздуха уб в кабине, абсолютной влажности рабС9 а так же средней радиационной температуры р окружающих оператора поверхностей. Этот критерий учитывает не только суммарную интенсивность облучения человека, но и дает оценку эффективности пассивных и активных средств нормализации микроклимата в кабине. Допустимая РТ в соответствии с нормативной документацией определяется по специальной номограмме. Так при параметрах в кабине в С, ув1,5мс , IV , 1р С предельнодопустимый параметр микроклимата составляет РТ. Однако этот метод хотя и удобен, но не точен. Неточность возникает изза того, что, определенная по номограмме РТ не вполне соответствует теплоощущениям человека, так как р, замеренная шаровым термометром с достаточно малыми размерами сферы, не может отразить суммарного значения тепловой радиации, воздействующей на человека, особенно в тех случаях когда эта радиация велика и неравномерна в различных направлениях.