Контрольная работа: Средства технической эксплуатации автомобилей

3. Расчёт устройств, используемых для разогрева и подогрева автомобилей в зимних условиях

Цель работы: ознакомиться с устройством и принципом действия устройств для разогрева и подогрева автомобильных двигателей в холодное время года; определить основные параметры данных установок.

3.1 Водообогрев и парообогрев

Одним из широко распространённых способов подогрева или разогрева автомобильных двигателей при низких температурах является водо – или парообогрев. Для осуществления водообогрева необходимы устройства для нагрева воды или источники пара. К устройствам для нагрева воды относятся водогрейные и паровые котлы низкого давления, бойлеры, баки, в которых нагрев осуществляется паром, или электронагревательные котлы типа НР.

3.2 Определение расчётного количества тепла

Для определения расчётного количества тепла, которое необходимо получить в установке, за основу принимают следующие уравнения.

Суммарные затраты в течение всего времени подогрева или разогрева определяется по формуле:

Q = q * N * τ,

где q – необходимая тепло производительность источника теплоты на один автомобиль, Вт; τ – время, в течение которого подводится тепло, ч.; N – число обогреваемых автомобилей.

Расчётная теплопроизводительность установки:

q_рас = 1,2 + q_пот,

q_рас = 1,2 * + 1856 = 2396,

где 1,2 – опытный коэффициент, учитывающий нагрев металла составных частей установки; q_пот – суммарные потери тепла в единицу времени в окружающую среду от всех составных частей установки, Вт.

Для определения потерь теплоты каждым тепловым аппаратом применяется выражение:

q_пот = К₁ * F_ст * (t_ж – t_в ),

q_пот = 1,16 * 40 * (95 – 20) = 1856,

где К₁ – коэффициент теплопередачи от жидкости через стенку теплообменника в воздух (для нагревателей с теплоизоляцией принимают К₁ = 1,16 Вт/м² *⁰ С; без теплоизоляции К₁ = 5,8 – 11,6 Вт/м² *⁰ С); t_ж и t_в – средняя температура нагретой жидкости и температура воздуха в помещении, где установлен теплообменник; при расчёте принимают t_в = 20⁰ С; F_ст – поверхность наружных стенок теплообменника, м² .

Если данных о размерах теплообменника нет, то для ориентировочных расчётов можно задаться следующей величиной – на каждые 4200 Дж тепла, идущего на подогрев или разогрев двигателя, приходится 0,04 – 0,06 м² поверхности теплообменника. При этом потери тепла в трубах при достаточно хорошей изоляции могут не учитываться.

Если источник тепла предназначен не только для подогрева (разогрева) автомобилей, но и для отопления помещения, следует это учесть, соответственно увеличив q_расч .

3.3. Расчёт теплотехнических данных установки, водогрейные и паровые котлы

Зная расчётную тепло производительность установки, можно определить необходимое количество котлов.

Для определения количества паровых котлов необходимо найти количество пара, соответствующее расчётной тепло производительности установки:

Д_рас = ,

Д_рас = = 0,895,

где i_n – теплосодержание пара, кДж/кг (для котлов низкого давления – p = 7 кПа – можно принимать i_n = 2680 кДж/кг); i_к – теплосодержание конденсата (его принимают равным 4,19 кДж/кг).

Суммарная поверхность нагрева котлов определяется из выражения, м² :

∑ Н_к = 1,1 ,

∑ Н_к = 1,1 = 0,05,