Локальний коефіцієнт теплопередачі.

Середній коефіцієнт теплопередачі кузова вагону.

Кузов вагона з теплоізоляцією, в теплотехнічному відношенні, представляє собою досить складну просторову систему. Наявність багато чисельних металевих елементів достатньо складної геометричної форми в багатошарових плоских стінках кузова робить практично неможливим точне розрахункове визначення коефіцієнта теплопередачі. Можна говорити лише про методи, що дають найбільше наближення розрахункових та істинних середніх теплофізичних характеристик огородження кузова вагона.

Якщо все зовнішнє огородження кузова вагона розділити на n теплопровідних ділянок, то основне рівняння теплообміну між атмосферним повітрям та повітрям у вагоні можна записати у вигляді теплового балансу

(2.1)

де — сумарна кількість тепла, Вт;

— кількість тепла, передана на і-й ділянці, Вт;

— загальне число ділянок.

Рівняння теплообміну через всю зовнішню поверхню кузова вагона та кожну i-ту ділянку можна записати у наступному вигляді

(2.2)

де — середній коефіцієнт теплопередачі кузова, Вт/м²К;

— сумарна площа тепло передаючих поверхонь кузова, м²;

— температура зовнішнього повітря, °С;

— температура повітря всередині вагона, °С;

— локальний коефіцієнт теплопередачі і-ї ділянки кузова, Вт/м²К;

— площа тепло передаючої поверхні і-ї ділянки кузова, м²;

Де очевидно

(2.3)

З рівняння (2.2) виражаємо середній коефіцієнт теплопередачі кузова вагона

(2.4)

Використовуючи вираз (2.4) можна визначити середній коефіцієнт теплопередачі кузова вагона.

Локальний коефіцієнт теплопередачі характеризує теплоізоляційні властивості ділянки огородження кузова відносно однорідної структури.

Виділивши і-ту локальну ділянку поверхні огородження приймаємо, що кількість теплоти , яке сприймає зовнішня поверхня кузова, рівна кількості теплоти, яка передається теплопровідністю до внутрішньої поверхні та відводиться від неї в результаті конвективно-променевого теплообміну.

Рівняння теплообміну для стаціонарних умов між атмосферним повітрям та повітрям у вагоні через поверхню локальної ділянки можна записати у наступному вигляді

— кількість теплоти, яке сприймає зовнішня поверхня в результаті конвективно-променевого теплообміну

—

де — коефіцієнт тепловіддачі на зовнішній поверхні кузова, Вт/м²К;

— площа тепло передаючої поверхні і-ї локальної ділянки;

— температура зовнішнього повітря, °С;

— температура зовнішньої поверхні кузова, °С.

— Кількість теплоти, яка передається теплопровідністю від зовнішньої до внутрішньої поверхні

де — коефіцієнт теплопровідності j-го шару огородження, Вт/мК

— товщина j-го шару огородження, м;

— температура внутрішньої поверхні кузова, °С.

— Кількість теплоти, яка відведена від внутрішньої поверхні в результаті конвективно-променевого теплообміну

де — коефіцієнт тепловіддачі на внутрішній поверхні кузова, Вт/м²К;

— температура повітря в вагоні, °С.

Теплообмін між поверхнями та навколишнім повітрям шляхом конвекції та випромінювання характеризується в цьому випадку сумарним коефіцієнтом тепловіддачі

де — коефіцієнт тепловіддачі на зовнішній поверхні шляхом конвекції, Вт/м²К;

— коефіцієнт тепловіддачі на зовнішній поверхні шляхом випромінювання, Вт/м²К;

— коефіцієнт тепловіддачі на внутрішній поверхні шляхом конвекції, Вт/м²К;

— коефіцієнт тепловіддачі на внутрішній поверхні шляхом випромінювання, Вт/м²К.

З виразу середнього коефіцієнта теплопередачі кузова вагону та рівнянь теплообміну між атмосферним повітрям та повітрям в вагоні через поверхню плоскої багатошарової стінки ділянки огородження, можна визначити локальний коефіцієнт теплопередачі

ФОРМУЛА

Не торкаючись сутності фізичних явищ переносу теплоти через огородження, слід відмітити, що найбільший вплив на величину локального коефіцієнта теплопередачі K_i показує коефіцієнт теплопровідності λ_j та товщина шару ізоляції δ_j_.

Задавшись величиною середнього коефіцієнта теплопередачі кузова вагона та матеріалом теплоізоляційного шару, можна визначити його товщину по формулі

ФОРМУЛА

Тут під знаком суми враховується вплив термічного опору всіх шарів багатошарового огородження, за виключенням шару теплоізоляції.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Технологічні характеристики кузова вагону.	\|	Зведений коефіцієнт теплопередачі кузова вагону.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.