II.II. Определение расхода воздуха в подогревателе

Вариант.

Исходные данные

1. Температура окружающей среды t_нар =    ^oC.

2. Давление окружающей среды B =  гПа.

3. Необходимая t в салоне t_вн =  ^oC.

4. Кратность циркуляции z =  1/ч.

5. Размеры салона  l * b * h =    м * м *  м.

6. Схема теплообменого аппарата:  

7. Скорость движения воздуха относительно наружной поверхности салона W=  м/с.

8. Коэффициент избытка воздуха α =.

 

 

I. Расчёт теплового баланса салона транспортного средства.

Таблица 1.

dвн, мм	dнар, мм	δстекла, мм	δ1, мм	δ2, мм	δ3, мм	λстали, Вт/(м*К)	λстали, Вт/(м*К)	λстали, Вт/(м*К)	λстали, Вт/(м*К)

 

Таблица 2.

Q0, кВт	Qс, кВт	Qв, кВт	αн,	αв,	1/αн,	1/αв,	δ1/ λ1,	δ2/λ2,	δ3/ λ3,	δстекла/ λстекла,

 

Таблица 3.

gCO2

gH2O

gO2

gN2

Tz, К

t1’, oC

t1’’, oC

α1,

α2,

k,

l', м

F, м2

F0/F

 

 

Q₀ – Q_с – Q_в = 0.

Q₀ – теплопроизводительность системы отопления;

Q_с – тепловой поток, отводимый через пол, стенки и стекла салона автобуса.

Q_в – тепловой поток, удаляемый из салона вместе с выходящим наружу воздухом.

. k_i – коэффициент теплопередачи i-го участка, F_i – площадь i-го участка, Δt – разность температур воздуха внутри салона и снаружи.

α_вi и α_нi – коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях участка стенки; m – число слоёв на данном участке; δ_i, λ_i – тол-

щина и коэффициент теплопроводности i-го слоя.

α_вi = α_в = __ Вт/(м² * К). α_нi = α_н.

Найдём α_н.

, если  и , если .

ν, λ при температуре окружающей среды t_нар = __^оС: t₁ = __^oC, ν₁ = __ м²/с, λ₁ = ___.

t₂ = __C, ν₂ = __ м²/с, λ₂ = ___.

ν = __*(__ – (__ – ___)*__) = __ м²/c.

λ = __ – (__ – __)*__ = __ Вт/(м*К).

w = __ м/с, l = __ м. => Re_ж,l = __*__/__  = __.

Re_ж,l >> __*__ => Nu_ж,l = __*(__*__)^__ =__.

α_н = __ * __ / __ = __ Вт/(м²*К).

Q_c = Q_п + Q_ст. Q_п – тепловой поток, отводимый через пол и стенки, Q_ст – тепловой поток, отводимый через стекла.

Q_п = k_п*0,7*F*(t_вн – t_нар), k_п  - коэффициент теплопередачи пола и стенок, F – площадь поверхности салона автобуса.

Q_ст = k_ст*0,3*F*(t_вн – t_нар), k_п  - коэффициент теплопередачи стёкол.

F = __*_*_ + _*_*_ + _*_*_ = _ м­².

Q_п = __*__*__*__ =__ Вт.

Q_ст = __*__*__*__ = __ Вт.

Q_с = __ + __ = __ Вт.

 

, где C_рв – средняя массовая изобарная теплоёмкость, А_в – объёмный расход воздуха, ρ_в – плотность воздуха в салоне.

C_pв = __ + __*__ = _ кДж/(кг*К).

А_в = V * z / 3600, V – объём рассматриваемого салона автомобиля.

V = _ * _ * _ = _ м³.

А_в = _ * _ / _ = _ м³/с.

ρ_в = _ * _ / (_ * _) = _ кг/м³.

Q_в = _ * _ * _ * _ = _ кВт.

Q₀ = _ + _ = _ кВт.

 

II. Расчёт процесса сгорания.

II. I. Определение расхода топлива.

, где η₀ = 0,8 – к.п.д. подогревателя,  кДж/кг – низшая теплота сгорания дизельного топлива.

 кг/ч.

 

II.II. Определение расхода воздуха в подогревателе.

 - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива.

С^p = 0,87, H^p = 0,13, S^p = 0, O^p = 0 – массовые доли углерода, водорода, серы и кислорода в используемом топливе.

.

Действительный расход воздуха, поданного для сжигания топлива:

G_возд = α *  *G_т.

G_возд = __ * __ * __ = __ кг/ч.