Способ определения среднего коэффициента теплопередачи кузова транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК G01N25/20 

Рпупирная ставив ttpottfcca оетибания

СО

:о j

kmA

СО I Изобретение относится к испытаниям транспортных срецств и может быть приHieiieHO цлп опрецеления теппоперецачи Кузовов автомобилей, жепезноцорожных Вагонов, фюзеляжей самолетов, строитель- ных конструкций и т.д. Известен способ опреаепения коэффишента IennonepeaaHH методом стационарного режима теплопередачи, при этом Изменяется перепац температур и мош йость в стационарном режиме 11 Недостатком этого способа является ;то, что значительное влияние на точность оказывает нестабильность мопдю- ;сти источника тепла во времени. Наиболее близким по технической суш- :ности к предлагаемому является способ опреаепения среднего коэффициента теплопередачи кузова транспортного средства, :заключающир 1ся в нагреве воздуха внут ри кузова при помоши источника тепла ;цо установления стационарного режима ;и расчете коэе})фициента теплопередачи по 1 известным формулам С 2 j . Недостатком известного способа явля ется то, что он требует значительного времени и больших затрат энергии на поццер 1:ание указанного стационарного режима теплопе-редачи. и многократных измерений. По указанному способу измерения коэ(})4)ициента теплопередачи imoraa длятся несколько суток, так как для полу чения достоверного результата минимальная продолжительность расчетного периода со стабильным установившимся перепадом температур внутреннего и наружно го воздуха должна быть не менее 12 ч. Получить такой расчетный период сразу не всегда удается, и испытания прихо дится продолжать довольно длительное время. При этом возмущающими фа.ктора- ми являются не только колебания температуры наружного воздуха, но также коле ния мощности нагрева1ельных устройств (как правило, это электронагрэвательные печи). Из-за колебаний те мпера туры и мощности разброс значений перепада температур внутреннего и наружног воздуха при этом бывает довольно значи тельным, что требует увеличения длитель и ости способа опрецеления коэффш1;иента теплопередачи. Недостатки указанного способа определения коэффициента теплопередачи могу быть преодолены при использовании HOKO торых свойств процесса остьщания (нагрева) прецварительио нагретого (сйслаж.ценного) кузова. Начальный период проце са остывания (нагрева) кузова характеризуется сильным влиянием на температурное поле его начального состояния (начального распределения температур). С течением времени влияние начальных особенностей температурного поля ослабевает и наступает регулярная стадия, в которой при постоянной температуре окру- жаюш.ей среды закон изменения температурного поля во времени приобретет простую экспоненциальную форму. При этом графшс изменения во времени перепада б средних температур воздуха внутри и снаружи кузова в полулогарифмических координатах представляет собой прямую линию. Установлено, что экстраполяция линейного участка графика E-riQlf) в регулярной стадии до пересечения с осью 6п0 при Т О (начальньй момент процесса остывания - момент отключения источника тепла) дает значение установившегося перепада температур стационарного режима тепло-; обмена с окружающей средой. Для кузовов транспортных средств после прекращения нагрева регулярная стадия на- .ступает достаточно быстро. Это позволяет получить линейный характер изменения логарифма перепада температур за небольшой период времени. Целью изобретения является уменьшение трудоемкости, способа. Указанная цель достигаетмя тем, что согласно способу, заключающемуся в нагреве воздуха внутри кузова при помо- . ши источника тепла до установления стационарного режима теплопередачи и расчете среднего коэффициента теплопередачи, измеряют мощность источника тепла в процессе нагрева и в момент установления стационарного режима теплопередачи отключают источник тепла, регист рируют перепад температур -воздуха внутри и снаружи кузова в процессе его естественного охлаждения и в стации регулярного режима по темпу охлаждения, определяют установившееся значение перепада температур, на основании которой го рассчитывают коэффициент теплопередачи. На чертеже показано определение установившегося перепада температур по предлагаемому способу. Послецовательность действия для реализации предлагаемого способа на примере вагона следующая. Воздух во внутреннем дЙШМе KJ aoвa. вагша с известной срецной теплбпэрецаю1цей поверхнсютью F нагревают при помощи источников тепла (эпектропечей) мощностью N цо установления стациона{ ног о режима теплопередачи, затем электрпечи отключают и в периоц, когда темпе- ратура наружного воздуха не изменяется, произвоцят естественное охлаждение кузова. В этом режиме через равные интервалы времени произвоцят измерение значений температур воздуха внутри и снаружи кузова. Затем для каждого момента замера вычисляют значения логарифма перепада температур воздуха внутри и снаружи кузова и наносят их на график в координатах логарифм перепада температур 2пв - время t, затем выделяют линейный участок графика и экстраполируют его до пересечения с осью в момент отключения источника тепла (). Эта точка .пересечения определяет значение установивщегося перепада температур вр. Далее используют полученное значение перепада Qp при расчете среднего коэфф щиента теплопередачи К по обычной формуле

N

,1 г. F-Qr

где N - мощность источника тепла;

F - площадь теплопередающей поверхности;

врперепад температур воздуха внурри и снаружи кузова. Предлагаемый способ позволяет сократить продолжительность эксперимента не менее, чем втрое, по сравнению с известным способом опрецелення коэффициента теплопередачи .вагона.

Одновременно снижаются энергозатраты на проведение эксперимента (так при испытании- одного пассажирского вагона указанная экономия энергии может составлять 400-45О кВтчч). Соответственно снижаются затраты на аренду вагона и другие единовременные затраты.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕ-. РЕДАЧИ КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО ;СРЕДСТВА, заключающийся в нагреве воздуха внутри кузова при помощи источника тепла до установления стационарно- го режима теплопередачи и расчете среднего коэффициента теплопередачи, от ли чающийся тем, что, с целью уменьщения трудоемкости, измеряют мощность источника тепла в процессе нагрева и в момент установления стационарного режима теплопередачи отключают источник тепла, регистрируют перепад температур воздуха внутри и снаружи кузова в процессе его естественного охлаждения и в стадии регулярного режима по темпу i охлаждения, определяют установивщееся § значение перепада температур, на основа(/) с нии которого рассчитывают искомый параметр.