Значения теплопритоков через ограждения q1, Вт, при различных скоростях движения транспортного средства

	Скорость движения, км/ч									QΣ
	0	15	25	35	45	55	65	75
1. Пол	102,681	111,182	112,701	113,532	114,055	114,417	114,679	114,881	898,12
2.Стены	607,277	745,705	776,302	794,025	805,589	813,734	819,776	824,442	6186,8
3.Крыша	104,839	113,717	115,306	116,176	116,725	117,103	117,378	117,589	918,83
ΣQi	814,797	970,604	1004,31	1023,73	1036,37	1045,25	1051,83	1056,91	ΣQср 1000,5

ΣQ_ср = 1000,476 Вт = Q₁

Теплопритоки от инфильтрации

Теплопритоки от инфильтрации воздуха находятся в прямой зависимости от перепада температур между температурами воздуха внутри и снаружи и от частоты открывания дверей.

Инфильтрация через небольшие неплотности ограждений не учитывается, так как при работающей системе вентиляции и образующемся при этом перепаде воздуха наружный воздух через эти неплотности внутрь не проходит.

Поскольку теплоприток через ограждения Q₁ также пропорционален перепаду между температурами воздуха внутри и снаружи вагона, теплоприток от инфильтрации Q₂ определяют как некоторую часть Q₁ , по формуле:

Q₂ = K′ ∙ Q₁,

где K' – безразмерный числовой коэффициент.

В нашем случае его принимают K' = 0,3.

Q₂ = 0.3*1000,476 = 300,1428 Вт

Тепловыделения пассажиров

Различными исследователями установлено, что для человека теплоотдача за счет конвекции при комфортных условиях составляет 33–35 % всей теплоотдачи организма.

Количество теплоты, отдаваемое излучением, находится в пределе 42–44 %.

Теплоотдача испарением составляет 20–25 % отдаваемой теплоты. При температуре воздуха ниже температуры кожи человека количество испаряемой влаги остается практически постоянным.

При более высоких температурах влагоотдача возрастает. Потоотделение начинается при температуре выше 28–29 °С, а при температуре выше 34 °С теплоотдача испарением и потоотделением является практически единственным способом теплоотдачи организма.

При температуре воздуха 38°С и влажности 56 % наступает предел естественной терморегуляции тела; при легкой одежде этот предел 38 °С и 43 %, при обычной одежде 38 °С и 39 %.

Тепловыделения пассажиров определяются по формуле:

Q₃ = q_л∙ n ,

где q_л – суммарное (сухое и влажное) тепло, выделяемое одним пассажиром, Вт;

n – количество пассажиров, исходим от количества сидячих мест.

Пассажиры находятся в помещении с малой кубатурой. Это несколько ухудшает условия их пребывания и одновременно предъявляет повышенные требования к обеспечению состояния и состава воздуха в пассажирском помещении. Тепловой комфорт пассажиров зависит от правильного выбора параметров метеорологического состояния воздуха в помещении с учетом времени года и климатических условий местности, по которой будет курсировать транспортное средство. При этом имеется ввиду, что пассажир находится в спокойном состоянии.

Общая теплоотдача пассажира, находящегося в спокойном состоянии, при нормальных условиях составляет около 100 ккал/ч. За счет этого тепла температура воздуха в пассажирском помещении увеличивается по сравнению с наружной температурой воздуха. Разница между этими температурами в зависимости от производительности вентиляции может колебаться в пределах 3–10°. Переводя ккал/ч, получаем теплоотдачу одного пассажира q_л = 117 Вт.

Q₃ = 117*18 = 2106 Вт

Теплопритоки от освещения и электрооборудования Q₄

Теплопритоки от освещения и электрооборудования необходимо учитывать для полного

рассмотрения задачи.

Принимаем Q₄ равное 47 Вт.

Теплопритоки от солнечной радиации

Основные поступления тепла в помещение летом происходят через окно. В помещение поступает коротковолновое излучение, непосредственно проникающее через остекленение, а также конвективное тепло и длинноволновое излучение за счет разности температур и поглощенного солнечного тепла элементами заполнения оконного проема.

Теплопритоки от солнечной радиации рассчитываются по формуле:

Q₅ = (A_к*I_г*K_к*F_к)/α_н + (A_с*I_в*K_с*F_с)/α_н + I_в*K_ок*F_ок

где Ак и Ас – коэффициенты теплопоглощения солнечных лучей соответственно крышей и стенами кабины транспортного средства, равные Ак = 0,5 для крыши серого цвета и Ас – 0,7 для стен темно-зеленого или темно-синего цвета;

Iг и Iв – интенсивность солнечной радиации для горизонтальной (крыша) и вертикальной (стены и окна) поверхностей кузова вагона, зависящая от географической широты местности.

Для широты 56° (г. Ярославль)

Iг= 326 Вт/м2;

Iв= 202 Вт/м2.

Здесь Кк и Кс – коэффициенты теплопередачи ограждений крыши и стен (без окон);

К_ок – коэффициент пропускания солнечных лучей окнами с двойными стеклами, определяемый как произведение коэффициента пропускания солнечных лучей стеклами К₁ и поправочных коэффициентов, учитывающих загрязнение стекол К₂ = 0,9 и применение сплошных солнечных штор с темной наружной стороной К₃ = 0,2

Коэффициенты в зависимости от конструкции окна

Конструкция окна	Коэффициенты К1 при остеклении
	вертикальном	наклонном
Окно с деревянным или железобетонным переплетом, одинарное	0,5	0,5
То же, двойное	0,35	0,25
Окно с металлическим пере- плетом, одинарное	0,6	0,5
То же, двойное	0,4	0,3
Окно из пустотелых стеклоблоков	0,25	0,2
Окно из волокнистого стекла, одинарное	0,4	0,3

Затемняющие устройства на окнах

Тип затеняющих устройств	Кзат
Брезентовый навес или тент	0,25–0,35
Горизонтальный выступ, полностью затеняющий окно	0,2–0,3
Ставни – жалюзи деревянные	0,1–0,15
Ставни – жалюзи металлические	0,15–0,2
Темные светонепроницаемые занавески	0,2
То же, светлые	0,15

В случае, когда на солнечной стороне 60 % окон закрыто шторами, получим:

К_ок = 0,6 · К₁ · К₂ · К₃ + 0,4 · К₁ · К₂

К_ок = 0,6*0,6*0,9*0,2 + 0,4*0,6*0,9 = 0,2808

где F_к , F_с и F_ок – площади соответственно крыши, одной боковой стены (без окон) и окон на одной боковой стене.

Площадь пола и теневой боковой стены в расчет не принимается из-за очень малой величины рассеянной солнечной радиации;

F_с = 25,12 м²

F_ок = 11,18 м²

α_н – коэффициент теплоотдачи от воздуха к наружной поверхности, определяемый по эмпирической формуле:

α_н = 8+0,7*(U+15)/l^0.2

где U – скорость движения транспортного средства, принимаемая равной 60 км/ч;

l – длинна боковой стены конструкции кабины.

α_н = 8+0,7*(60+15)/11^0.2 = 40,407

Q₅ = (0,5*326*2,017169*25,3)/40,407 + (0,7*202*2,017169*25,12)/40,407 + 202*0,2808*11,18 = 1017,34 Вт

Суммарные теплопритоки:

Q_∑ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅.

Q_∑ = 1000,476 + 300,1428 + 2106 + 47 + 1017,34 = 4471 Вт

Вывод: в ходе работы определил значения коэффициента теплопередачи и теплопритоков в салон кабины транспортного средства, а также суммарный теплоприток. Все данные обработаны и представлены в таблицах (см выше).