Разработка конструкции теплоизоляционных ограждений и определение расчетной площади и расчетного коэффициента теплопередачи ограждения кузова вагона

Определение расчетной площади ограждения кузова вагона

Расчетная площадь теплопередающей поверхности кузова определяется по формуле

 

, м²                                 /3, с. 31/

 

где  и соответственно, наружная и внутренняя площади поверхностей ограждения.

Рассчитаем площадь наружной поверхности

1) Площадь пола:  

2) Площадь боковых стен:

3) Площадь торцовых стен:

4) Площадь крыши:                                  /5, с. 49/

 

 

5) Площадь больших окон:

 

,

 

где длина окна /4, с. 386/;

ширина окна /4, с. 386/;

количество окон /4, с. 386/

6) Площадь малых окон:

 

,

 

где ; ;                  /4, с. 386/

 

 

Рассчитаем площадь внутренней поверхности

 

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

 

Тогда    ;

 

 (без площади окон).

 

Общая площадь кузова вагона:

Определение расчетного коэффициента теплопередачи ограждения кузова вагона

 

Определение приведенного коэффициента теплопередачи будем вести по формуле:

,                      /3, с. 28/

 

где коэффициент теплопередачи.

 

, Вт/м²×К                    /3, с. 24/

 

где коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенки к наружному воздуху (или от наружного воздуха к поверхности стенки), Вт/(м²×К);

коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней поверхности стенки (или наоборот), Вт/(м²×К).

 

Таблица 2.1 – Характеристики материалов теплоизолирующих поверхностей элементов ограждения кузова вагона /3, с. 86/

Материал		Позиция		Толщина однородного слоя , м	Коэффициент слоя материала , Вт/(м2×К)	Площадь , м2
I . Крыша: Стальная обшива Мастика Мипора Пленка Фанерная обшивка		1 2 3 4 5		0,002 0,001 0,074 0,005 0,005	58,0 0,23 0,027 0,35 0,35
II . Боковые и торцовые стены: Фанера ДВП Пенополеуретан Мастика Стальная обшива	1 2 3 4 5		0,004 0,02 0,063 0,001 0,002		0,25 0,055 0,035 0,23 58,0
III . Пол: Линолеум ДВП Пенополеуретан Сталь	1 2 3 4		0,003 0,02 0,088 0,002		0,16 0,055 0,035 58,0
IV . Окна: Стекло Воздух Стекло	1 2 3		0,004 0,08 0,004		0,65 0,02 0,65

 

I. Ограждение крыши, мм:

 

 

II. Боковые и торцовые стены, мм:

 

 

III. Пол, мм:

 

 

IV. Окна, мм:

 

Рисунок 2.1¾Сечения теплопередающих поверхностей:

1¾ стальная обшива; 2¾ пластик; 3¾ пенополиуретан; 4¾ ДВП; 5¾ павинол; 6¾ мастика; 7¾мипора; 8¾ пленка; 9¾ фанера; 10¾ линолеум; 11¾ стекло; 12¾воздух.

 

    Найдем коэффициенты теплопередачи:

I. Крыша:

 

/1, с. 30/;

/1, с. 31/.

 

II. Боковая и торцовая стены:

III. Пол:

 

 

IV. Окна:

V.

 

Определим приведенный коэффициент теплопередачи ограждения кузова вагона

 

,

 

где для пассажирских вагонов /6, с. 15/.

Учитывая увеличение коэффициента в процессе эксплуатации из-за «старения» изоляции и увлажнения, получим:

 

,

 

где для пассажирских вагонов /6, с. 15/.

 

, /1, с. 34/

 

отвечает требованиям ГОСТ12406–66.