авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

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

На правах рукописи

ХУДЯКОВ Константин Валентинович ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ВОДИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВИХРЕВЫХ ТРУБ И СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград – 2007

Работа выполнена в Волжском политехническом институте (филиале) Волгоградского государственного технического университета Научный руководитель доктор технических наук, профессор Грига Анатолий Данилович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Федянов Евгений Алексеевич, кандидат технических наук Бредихин Игорь Владимирович.

Ведущее предприятие ЗАО «Волжское автобусное производство «Волжанин».

Защита диссертации состоится 25 мая 2007 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.03 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г.

Волгоград, проспект им. В.И. Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан 23 апреля 2007 г.

Ученый секретарь Ожогин В. А.

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Автомобильный транспорт — динамично развивающаяся сфера общественных интересов. Интенсивное развитие перевозок грузов и людей сопровождается всё более растущими требованиями к экономическим, экологическим и социально-общественным показателям. Для достижения целей перевозок всё насущнее формулируют задачу обеспечения комфорта пассажиров и водителя. Особенно важны комфортные условия работы водителей, так как от состояния водителя зависит жизнь пассажиров.

Для создания комфортных условий работы водителей необходимо обеспечить соответствующие параметры микроклимата с помощью системы кондиционирования и вентиляции.

Ведущими научно-исследовательскими организациями России МВТУ, МЭИ, СГАУ, Санкт-Петербургского технологического института холодильной промышленности и другими организациями разработаны современные системы кондиционирования для всех видов транспорта.

Особенно большие успехи в создании микроклимата кабин достигнуты в авиации и космонавтике.

Для обеспечения благоприятного микроклимата в кабинах водителей автобусов необходимо решить менее узкие задачи, но достаточно сложные.

Для транспортных средств созданы кондиционеры воздуха для кабин и салонов с разными принципами действия и источниками холода.

Наиболее распространенными являются сложные, дорогие и экологически небезопасные фреоновые холодильные машины. Актуальная задача — создание недорогого, простого в конструкции, в обслуживании, ремонтопригодного и экологически безопасного автомобильного кондиционера для обеспечения комфортных условий работы водителя.

Вихревые трубы удовлетворяют этим требованиям и для некоторых задач локального охлаждения они успешно используются в настоящее время, однако их более широкое распространение сдерживает низкая термодинамическая эффективность. Поэтому улучшение характеристик вихревых труб может стать частью решения проблемы обеспечения комфортных условий для работы водителя. Создание комфортных условий способствует уменьшению утомляемости водителя, сказывается на уменьшении ДТП из-за потери внимания и усталости. Так, по данным В.И.

Коноплянко, изменение средней температуры в кабине от 19 до 22°С практически не влияет на увеличение ДТП. С ростом средней температуры от 22 до 27°С количество ДТП возрастает на 59%, то есть, при изменении температуры на 1°С количество ДТП увеличивается на 11,8%. При этом отклонения от занимаемой полосы движения увеличиваются и составляют 3,3% на каждый °С.

Условия комфортности зависят прежде всего от теплового состояния рабочего объема кабины транспортного средства. Необходимо иметь количественную оценку ухудшения комфортных условий работы водителя при отличии реальных условий эксплуатации автомобиля от условий комфортной работы. В связи в этим работа является актуальной.

Цель работы: обеспечение комфортных условий работы водителя при эксплуатации автомобилей на основе кондиционера с улучшенными характеристиками вихревой трубы в качестве источника холодного и нагретого воздуха.

Для достижения поставленной цели в работе решались задачи:

1. Разработка параметров «теплонапряженность кабины водителя автомобиля», «коэффициент комфортности».

2. Анализ параметров эффективности работы вихревых труб (ВТ), оптимизация геометрических и режимных параметров ВТ, обобщение опытных материалов для уточнения расчетных методик.

3. Испытания вихревых труб с наклонными соплами, оптимизация конструкции таких труб.

4. Испытания усовершенствованных вихревых труб с искривленной камерой энергетического разделения, оптимизация геометрических и режимных параметров таких труб.

5. Разработка, создание и испытания лабораторного макета системы кондиционирования и вентиляции кабины водителя автомобиля.

6. Анализ опытных результатов и оценка значений «коэффициента комфортности по температуре и относительной влажности», выявление области функционирования интегрированной системы вентиляции и кондиционирования кабины автомобиля при изменении температуры и влажности в кабине водителя.

Научная новизна.





1. Разработаны, тестированы, прошли опытную апробацию новые комплексные параметры «теплонапряженность кабины» водителя автомобиля и «коэффициент комфортности по температуре и относительной влажности», позволяющие характеризовать соответствие комфортным условиям работы водителя с качественной и количественной стороны;

2. Предложены конструкции и исследованы характеристики новых классов ВТ с наклонными соплами, искривленной камерой энергетического разделения, позволяющие повысить холодопроизводительность для кабины водителя на 30%. Для расчета новых ВТ получены математические модели в виде регрессионных уравнений;

3. Выявлены новые соотношения для оптимизации геометрии вихревых труб и предложен новый параметр для обобщений характеристик эффективности вихревых труб в системах кондиционирования автомобиля.

Достоверность и обоснованность научных положений работы обусловливаются использованием фундаментальных уравнений термодинамики и газовой динамики, теории планирования эксперимента, обоснованностью допущений, принятых при разработке расчетных моделей, высокой сходимостью результатов расчетов и экспериментов.

Методы исследования. Экспериментальные исследования термодинамической эффективности вихревых труб с помощью теории планирования эксперимента и математического программного обеспечения.

Теоретические обобщения опытных данных.

Объект исследований. Разработанные автором вихревые трубы с изменяемой геометрией камеры энергетического разделения и со сменными наклонными соплами.

Практическая ценность.

Предложены схемы интегрированной системы вентиляции и кондиционирования кабины водителя автомобиля с теплообменниками на конце вихревой трубы и лучшими эксплуатационными характеристиками системы в целом;

Предложены усовершенствованные вихревые трубы с искривленной камерой энергетического разделения, отвечающий гибким схемам интегрированных схем, обеспечивающих комфортные условия работы водителя автомобиля;

Предложены параметры «теплонапряженность кабины» и «коэффициент комфортности» для оценки эффективности системы кондиционирования и вентиляции автомобиля с качественной и количественной стороны.

Апробация работы.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно исследовательских работ Волгоградского технического университета, по научно-технической программе «Вузовская наука регионам», региональной НТП «Научные, технические и экологические проблемы г. Волжского».

Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях: Межвузовская научно практическая конференция молодых ученых города Волжского (Волжский, 2001, 2002, 2003, 2004 гг.), Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2002, 2003 гг.), Межрегиональная научно-практическая конференция «Взаимодействие научно-исследовательских подразделений промышленных предприятий и вузов по повышению эффективности производства» (Волжский, 2004 г.), Всероссийская молодежная научно-техническая конференция «Будущее технической науки» (Нижний Новгород, 2004 г.), Российский национальный симпозиум по энергетике (Казань, 2001 г.), Международная конференция «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий» (Москва – Сочи, 2001 г.), Уральский Семинар РАН (Миасс, 2006), ежегодные научно практические конференции ВолгГТУ (2003-2006 гг.) Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано печатных работ, в том числе одна в центральной печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы. Объем диссертации составляет 153 страниц, включая страницы машинописного текста, 42 рисунка и 10 страниц списка использованной литературы из 103 наименований, включая 17 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено обоснованию актуальности темы диссертации. В реферативной форме приведена общая характеристика работы.

В первой главе рассмотрены параметры микроклимата в кабине водителя, комфортные значения температуры, влажности, скорости движения воздуха. Основные источники теплопоступлений в кабину автобуса «Волжанин 5270» представлены на рис. 1. Дано описание существующих систем кондиционирования воздуха на транспортных средствах: кондиционеры испарительного типа, парокомпрессионные холодильные машины, термоэлектрические кондиционеры, абсорбционные холодильные машины, воздушные холодильные машины различных типов, включая детандеры, пульсационные охладители газа и вихревые трубы, а также комбинированные кондиционеры. Приведена классификация источников холода (рис.2) и особенности каждого типа кондиционеров с точки зрения: стоимости;

особенностей эксплуатации и затрат;

сложности конструкции и наличия подвижных частей;

виброустойчивости;

требований к расходным материалам;

вреда для окружающей среды.

Рис. 1. Источники теплопоступлений в кабину автобуса «Волжанин 5270» Источники холода Естественные Искусственные источники источники холода холода Воздушные Испарительное Парокомпрессионные Термо- Абсорбционные холодильные охлаждение холодильные машины электрические холодильные модули машины машины Прямое Косвенное Комбинированное Детандеры Пульсационные Вихревые охладители газа трубы Рис. 2. Источники холода для систем кондиционирования транспортных средств В конце главы приведено обоснование выбора вихревой трубы как источника холода для системы кондиционирования кабины транспортного средства. Этот выбор обусловливается следующими особенностями и недостатками кондиционеров других типов:

– Кондиционеры испарительного типа вызывают повышенную влажность в кабине транспортного средства, что вредно для здоровья водителя и вызывает ускоренную коррозию кузова и оборудования.

– Парокомпрессионные кондиционеры отличаются дороговизной (10 20% стоимости автомобиля), необходимостью дозаправки фреоном и вредом хладагента для окружающей среды.

– Термоэлектрические кондиционеры требуют мощного источника постоянного тока, что не всегда реализуемо на транспортных средствах;

эти кондиционеры неэффективны при температуре выше 35°С, что особенно характерно для климата Юга России.

– Абсорбционные кондиционеры слишком массивны и обладают большими габаритами для транспортного средства.

– Детандеры создают высокочастотный шум, утомляющий водителя.

– Пульсационные охладители в настоящее время мало распространены, их надежность не проверена временем и в них нет особенных преимуществ перед другими типами кондиционеров.

Вихревая труба в качестве источника холода обладает следующими преимуществами:

1) исключительная простота конструкции и, как следствие, возможность изготовления в любом механическом цехе или участке;

2) отсутствие хладагентов обусловливает абсолютную безвредность для окружающей среды;

3) простота и надежность в эксплуатации, обеспечивается:

– отсутствием движущихся частей;

– независимостью от погодных условий;

– виброустойчивостью.

Во второй главе представлена обобщенная информация о последст виях воздействия высокой температуры воздуха в кабине водителя (таб лица 1) и влияние отклонения относительной влажности.

Таблица 1. Последствия воздействия высокой температуры воздуха в кабине водителя Температура воздуха 19 20 22 24 26 27 28 30 32 в кабине, °С Время ответных реакций 100 103 106 водителя на внешние раздражители, % Пропускание оптических и акустических 100 сигналов, % Отклонения от 100 занимаемой полосы движения, % Количество ДТП, % 100 102 104 125 150 Приведены определения параметров «теплонапряженность» и «коэффициент комфортности по температуре и относительной влажности» кабины водителя автомобиля.

Допустимый параметр теплонапряженности определяется как отношение произведения теплосодержания ср t на коэффициент влажности W к объему кабины V и кратности вентиляции m. Данный параметр осредняется по всему объему кабины.

c p tW dV.

Qtw = (1) V 2m Таким образом, теплонапряженность кабины транспортного средства имеет простой физический смысл: это отношение всех неблагоприятных факторов с учетом их негативного влияния друг на друга к объему рабочего места (салона), помноженному на кратность смены объема в единицу времени.

При воздействии неблагоприятных факторов, а именно увеличении температуры, влажности величина теплонапряженности увеличивается от величины (Qtw ) К.У., «К.У.» - комфортные условия, до значений (Qtw ) Р, «Р» — реальное.

Отношение теплонапряженности кабины при комфортных условиях к величине теплонапряженности при увеличении негативных воздействий на работу водителя есть коэффициент комфортности Ktw:

(Q ) K tw = tw К.У., (2) (Qtw ) Р этот коэффициент показывает, насколько условия работы водителя отклоняются от комфортных.

Для оценки микроклиматического состояния кабины предлагаются новые параметры, позволяющие сравнивать различные кабины и условия работы водителя. Новые параметры микроклиматического состояния кабины «теплонапряженность кабины водителя автомобиля» и «коэффициент комфортности по температуре и относительной влажности» позволяют намечать пути нормализации условий работы водителя при разработке современных моделей ТС различного назначения путем конструкторских мероприятий, с помощью соответствующих параметров вентиляционной системы и системы кондиционирования.

В главе представлен подробный анализ конструктивных характеристик вихревых труб. Данные были взяты из 212 публикаций – докладов на конференциях «Вихревой эффект и его применение в технике», г. Самара. Проанализированы режимные параметры испытывавшихся вихревых труб: степень расширения, доля холодного потока µ, геометрические параметры: диаметр камеры энергетического разделения ВТ D0, относительный диаметр диафрагмы D Д, длина ВТ L, относительная площадь сопла FC, угол конусности ВТ, а также приводимые исследователями значения КПД и изоэнтропического КПД t.

Составленная база данных из 212 публикаций и данных автора характеризуется существенным разбросом параметров. Обработка выполнена по методу наименьших квадратов, получены уравления регрессии. Установлены следующие взаимосвязи между различными параметрами:

1) Зависимость относительного диаметра диафрагмы D Д от доли холодного потока µ. D Д = 0,5 соответствует µ = 0,48. С увеличением µ от 0,48 до 0,85 D Д увеличивается на 12%.

Зависимость изоэнтропического КПД ВТ t от относительного 2) диаметра ее диафрагмы D Д. Максимальное значение t max = 0,440, = 0,45 0,55. В диапазоне D Д = 0,30 0, соответствует D Д изоэнтропический КПД t 0, Зависимость КПД ВТ и изоэнтропического КПД t 3) от диаметра камеры энергетического разделения ВТ D0. В выполненных конструкциях ВТ D0 = 5 145 мм. В таблице 2 представлены данные о влиянии D0 на и t.

Таблица 2. Зависимость КПД ВТ от диаметра камеры энергетического разделения D D0, мм 5 20 40 60 80 100 120 0,19 0,20 0,20 0,18 0,17 0,14 0,10 0, t 0,32 0,42 0,50 0,55 0,55 0,50 0,41 0, 0,13 0,22 0,30 0,37 0,38 0,36 0,31 0, В таблице 2 = t -. Как видно, t max достигается в ВТ с D0 = 60 мм, КПД постоянен при D0 = 5 44 мм, затем монотонно уменьшается.

Зависимость КПД и изоэнтропического КПД t от степени 4) расширения. С увеличением t и монотонно убывают.

Выявлена зависимость КПД и изоэнтропического КПД t от комплекса D0 1, аналогичному по физическому смыслу числу K K Рейнольдса для жидкостей (рис. 3).

, t 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 10 20 30 40 50 60 КПД Изоэнтропический КПД КПД Изоэнтропический КПД D0 1, мм K K Рис. 3. Зависимость КПД и изоэнтропического КПД от комплекса, K = 1, D0 1 K K Максимальному значению t соответствует = 26,34.

D0 1 K K Следовательно, для каждого значения степени расширения существует оптимальный D0.

26, ( D0 ) опт =.

1 K K В таблице 3 представлены значения (D0)опт от степени расширения.

Таблица 3. Зависимость (D0)опт в зависимости от степени расширения 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4, (D0)опт, 80 65 55 51 48 мм Таким образом, получена зависимость между диаметром камеры энергетического разделения ВТ, соответствующего t max, и степенью расширения : с увеличением (D0)опт существенно уменьшается.

В третьей главе описывается планирование экспериментов.

Обоснован выбор методики планирования эксперимента: ортогональное центральное композиционное планирование. Дано описание экспериментального стенда для испытаний ВТ (рис. 6), приведены характеристики измерительных приборов. Изложена последовательность проведения опытов.

Приведена конструкция разработанных автором вихревых труб, подлежащих исследованию: одна из них отличается от прочих несколькими сменными соплами с разным углом наклона сопла: 5, 10 и 15 градусов;

вторая отличается гибкой камерой энергетического разделения, позволяющей варьировать ее длину и кривизну. Конструкция экспериментальных ВТ приведена на рис. 4 и 5.

1 – корпус холодного конца;

5 – штуцер;

2 – 1-я половинка сопла;

6 – камера энергоразделения;

3 – винт М2,5х4;

7 – корпус горячего конца;

4 – 2-я половинка сопла;

8 – шток.

Рис. 4. Экспериментальная ВТ с наклонными соплами 1 – корпус, 9 – гибкая труба, 2 – диафрагма, 10 – ответная вставка-держатель, 3 – прокладка, 11 – прокладка, 4 – штуцер, 12 – шток, в закрытом положении 5 – прокладка, 13 – ресивер горячего потока.

6 – сопло, 7 – прокладка, 8 – вставка-держатель гибкой трубы, Рис. 5. Экспериментальная вихревая труба с гибкой камерой разделения 6 4 3 7 От пневмосети 9 12 8 11 2 Рис. 6. Схема экспериментального стенда для измерения холодопроизводительности ВТ Измеряемые параметры и погрешность средств измерения представлены в таблице 4.

Таблица 4. Измеряемые величины № Наименование параметров Обозначение Погрешность пп средств измерения 1. Давление сжатого воздуха в ресивере, 0,5 % Рсж МПа 2. Давление охлажденного потока, МПа 2% Рх µ 3. Относительный расход (доля) холодного 2% потока 4. Расход сжатого воздуха, кг/с 1% Gсж 5. Расход охлажденного потока, кг/с 1% Gх 6. Расход нагретого потока, кг/с 1% Gг 7. Температура сжатого потока, °С ± 0,75 % Тсж 8. Температура охлажденного потока, °С ± 0,75 % Тх 9. Температура нагретого потока, °С ± 0,75 % Тг 10. Температура наружного воздуха, °С ± 0,75 % Тв изложены результаты испытаний В четвертой главе экспериментальных вихревых труб.

Для оценки холодопроизводительности экспериментальной ВТ с наклонными соплами было выведено уравнение регрессии второго порядка:

Q = 2,528 + 4,979 + 140,05µ 0,219 2 137,267 µ 2, (3) Где Q – холодопроизводительность вихревой трубы, Вт;

– угол наклона сопла к плоскости, перпендикулярной оси камеры энергоразделения ВТ;

µ – доля холодного потока.

При оптимальном угле наклона сопла 10° холодопроизводительность ВТ повышалась на 12 15 %.

Оценка холодопроизводительности ВТ с искривленной камерой энергоразделения также проводилась с помощью полученного уравнения регрессии:

Q = 29,321 + 0,313L + 2,212 R 1,5 10 2 L R 2,111 10 3 L2 + 5,918 R 2,(4) где Q – холодопроизводительность вихревой трубы, Вт;

L – длина вихревой трубы в калибрах;

R – радиус кривизны камеры энергетического разделения ВТ, м.

На рис. 7 представлена зависимость холодопроизводительности от длины вихревой трубы и кривизны ее камеры энергетического разделения.

Q, Вт L, 0, 0, 0, R, мм 50 0, Рис. 7. Зависимость холодопроизводительности ВТ от длины камеры энергетического разделения и ее радиуса кривизны.

Регрессионная модель действительна в пределах L = 10… калибров и R = 0,1…0,9 м.

Оптимальный радиус кривизны камеры энергетического разделения ВТ равен 0,1 0,2 м. С увеличением длины камеры разделения холодопроизводительность растет на 7%.

0, Для интегрированных схем вентиляции и кондиционирования кабины водителя м исследовалось влияние на холодопроизводительность ВТ R, 0, установленных на холодном конце теплообменников. Отличие от испытаний ВТ самой по себе заключалось в том, что к холодному концу ВТ 0, присоединялись 1 или 2 специально 90 изготовленных для этого теплообменника, через которых проходил охлажденный воздух из ВТ.

Причем для двух теплообменников было испытано два варианта подключения: параллельное и последовательное.

Эксперимент показал, что установка теплообменника на холодном конце ВТ способствует оптимизации сети потребителя после вихревой трубы, что сказывается на характеристиках ВТ. Так при установке за ВТ теплообменника в последовательной схеме подключения холодопроизводительность возросла на 30%, КПД увеличился с 0,16 до 0,18.

Определены теплонапряженность кабины водителя и коэффициент комфортности. За нормальные условия работы водителя были взяты следующие: температура воздуха в кабине 22°С, относительная влажность W = 25%, кратность вентиляции 20 ч-1 обеспечивает нормальную работу водителя. Значения коэффициента комфортности при изменении температуры в кабине ТС при W = 25% для примера представлены в таблице 5.

Таблица 5. Коэффициент Ktw при изменении температуры в кабине ТС при характерной для сухого лета относительной влажности W = 25%:

t 22 24 26 28 30 32 34 36 38 K без 1,0 0,92 0,85 0,79 0,73 0,69 0,65 0,61 0,59 0, кондиционера K c включенным —— 1,0 1,0 1,0 0,96 0,88 0,81 0,76 0, кондиционером Кратность вентиляции: 20 ч- Прочие условия Таким образом, с помощью преложенных параметров «теплонапряженность кабины» и «коэффициент комфортности по температуре и относительной влажности» можно оценивать эффективность системы кондиционирования и вентиляции кабины водителя, получать количественную оценку ухудшения комфортных условий работы водителя при отличии реальных условий эксплуатации от условий комфортной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Проанализированы достоинства и недостатки различных источников холода в связи с применением их на транспортных средствах:

соотношение сложности конструкции, простоты обслуживания, влияние на водителя и окружающую среду, стоимость. Обоснован выбор вихревой трубы как источника холода для кондиционеров кабин водителя автобуса.

2. Для оценки микроклиматического состояния кабины предложен новый параметр «коэффициент комфортности по температуре и относительной влажности» кабины водителя ТС, учитывающий влияние на состояние человека таких факторов, как температура, относительная влажность и кратность вентиляции. Исследовано влияние параметров окружающей среды на численные значения этого параметра.

3. Совершенство системы кондиционирования автомобиля можно оценить с помощью параметров: «теплонапряженность кабины» и «коэффициент комфортности по температуре и относительной влажности».

Предложенные параметры позволяют характеризовать соответствие комфортным условиям работы водителя с качественной и количественной стороны при изменении условий эксплуатации автомобиля.

4. Испытан лабораторный макет кондиционера для кабины водителя, объединенный с системой вентиляции. Схема с последовательным подключением теплообменников к холодной части ВТ обладает стабильными характеристиками при широком изменении режимов работы предложенных новых конструкций ВТ, обеспечивает снижение уровня шума и позволяет повысить холодопроизводительность системы кондиционирования кабины автобуса на 30%.

5. Предложен комплексный параметр:, t = f ( D0 1 K 1 ), K аналогичный по физическому смыслу числу Рейнольдса для обобщения опытных данных по ВТ и определения оптимальных соотношений геометрических и режимных параметров ВТ кондиционеров кабины водителя.

6. Оптимальный угол наклона сопла ВТ кондиционера кабины водителя автобуса составляет 10° по направлению от диафрагмы ВТ в сторону горячей части. При этом возможно повысить холодопроизводительность ВТ на 12…15%.

7. Предлагаемый новый тип ВТ с искривленной камерой энергетического разделения имеет наилучшие характеристики при радиусе кривизны 0,1…0,2 м, длине камеры энергоразделения в 70 калибров и позволяет увеличить холодопроизводительность на 7% в сравнении с ВТ с прямой рабочей частью.

8. Для расчетов ВТ систем кондиционирования кабин водителя с наклонным соплом и нового класса ВТ с искривлённой камерой энергетического разделения предложены методики получения математических моделей в виде регрессионных уравнений для определения значения холодопроизводительности.

9. Расходы на оснащение кабины водителя автобуса системой кондиционирования и вентиляции воздуха оправдываются тем, что повышается безопасность движения, растет производительность труда водителя, увеличивается эффективность использования автобуса и экономические показатели.

10. Результаты работы внедрены на ЗАО «Автобусное производство «Волжанин» и в учебном процессе Волжского политехнического института.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Результаты исследования характеристик малорасходных ступеней радиальных вентиляторов высокого давления/Синьков А.В., Грига А.Д., Саразов А.В., Худяков К.В.// Проблемы энергетики. Известия вузов, 2001 г.

- №5-6, С. 112-114.

2. Моделирование теплопоступлений в кабину транспортного средства/ Грига А.Д., Костин В.Е., Кулько А.П., Худяков К.В.// Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий: Мат. междунар. науч.-техн. конф. 2001 г./г. Сочи. – С. 84-86.

3. К определению оптимальных геометрических и конструктивных параметров соплового ввода вихревой трубы/ Костин В.Е., Худяков К.В.// VII Межвузовская науч. – практич. конференция молодых ученых, г.

Волжский, 20-24 мая 2001 г.: Тезисы докладов. – С. 192- 4. Технологическое кондиционирование воздуха для шкафов с электронным оборудованием на энергетических объектах/В.Е. Костин., А.П.

Кулько, К.В. Худяков//Мат. докладов Российского национального симпозиума по энергетике. 2001 г./г.Казань. – С. 218- 5. Результаты испытаний вихревой трубы с наклонными соплами/К.В.

Худяков//VII Межвузовская науч. – практич. конференция молодых ученых, г. Волжский, 21-25 мая 2002 г.: Тезисы докладов. – С. 206- 6. Результаты испытаний вихревых труб как главного элемента системы кондиционирования кабины городского автобуса/К.В. Худяков// VII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 16-19 ноября 2002 г.: Тезисы докладов/ ВолгГТУ и др. – Волгоград, 2002. – С. 100- 7. Характеристики макета кондиционера на основе вихревой трубы для транспортного средства./К.В. Худяков//VIII Межвузовская науч. – практич.

конференция молодых ученых, г. Волжский, 22-27 мая 2003 г.: Тезисы докладов. – С. 92- 8. Макет кондиционера на основе вихревой трубы для автобуса./К.В.

Худяков// VIII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 17-20 ноября 2002 г.: Тезисы докладов/ ВолгГТУ и др. – Волгоград, 2003. – С. 93- 9. Температурный режим кабины автобуса «Волжанин» в летнее время/ И.Н. Никитин, А.Д. Грига, В.Е. Костин, А.П. Кулько, М.В. Дьяков, К.В.

Худяков// Автомобильная промышленность, 2003 г. - №6 - С. 17- 10. Сочетание системы вентиляции и системы кондиционирования кабины автобуса на основе вихревого эффекта/К.В. Худяков//III Всероссийская молодежная науч.- тех. конференция «Будущее технической науки», г. Нижний Новгород, 2004г.: Тезисы докладов. Электронная версия:

http://www.nntu.sci-nnov.ru/RUS/NEWS/futuretechnology/s4p3_01.rtf 11. Теплонапряженность как комплексный параметр для оценки условий работы водителя в кабине транспортного средства/А.Д. Грига, Костин В.Е., К.В. Худяков//Межрегиональная науч.-практич. конф.

«Взаимодействие научно-исследовательских подразделений промышленных предприятий и вузов по повышению эффективности производства», г.

Волжский, 2004г.: Тезисы докладов, С. 98- 12. Комплекс для проведения внутреннего эксперимента вихревого эффекта/А.Д. Грига, М.В. Дьяков, В.Е. Костин, К.В. Худяков// Межрегиональная науч.-практич. конф. «Взаимодействие научно исследовательских подразделений промышленных предприятий и вузов по повышению эффективности производства», г. Волжский, 2004 г.: Тезисы докладов, С. 101- 13. Оценка коэффициента комфортности кабины транспортного средства/А.Д. Грига, К.В. Худяков// 3-я Межрегиональная науч.-практич.

конф. «Взаимодействие научно-исследовательских подразделений промышленных предприятий и вузов по повышению эффективности производства», г. Волжский, 2006 г.: Тезисы докладов, С. 133- 14. Исследование вихревого эффекта. Результаты внутреннего эксперимента/А.Д. Грига, М.В. Дьяков, В.Е. Костин, К.В. Худяков//Наука и технологии. Избранные труды Российской школы «К 70-летию Г.П.

Вяткина» М.: РАН, 2005 г. – С. 250- 15. Оценка комфортных условий работы водителя автомобиля в условиях климата Юга России//А.Д. Грига, К.В. Худяков//Семинар Уральского отделения РАН, г. Миасс, 2006 г. – С. 87- Подписано в печать 20.04.2007 г. Заказ № 346. Тираж 100. Печ. л. 1,0.

Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131, г. Волгоград, ул. Советская,

 



Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.