авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 ||

ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В КАБИНЕ МОБИЛЬНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

-- [ Страница 2 ] --

Параметр и в выражении (3) зависит от состояния окружающей среды, которое носит случайный характер. Поэтому теоретическое определение параметров установки возможно лишь с тем допущением, что состояние окружающей среды, которое, преимущественно, определяет температуру воздуха в кабине, имеет какие-то определенные параметры. При таком допущении, приняв, что для ДВС лабораторной установки при расходе газа . Конструкция испарителя в виде «змеевик в змеевике» обеспечивает коэффициент теплоотдачи . Новизна конструкции испарителя подтверждена патентом на изобретение RU №2384717 C1 МПК F02B 43/00. Опубл. 20.03.2010 Бюл. №8.

В третьей главе «Лабораторные исследования установки регулирования температуры воздуха в кабине» изложена программа и методика исследований, проведено описание конструкции лабораторной установки, обоснован выбор оборудования и измерительных приборов, применяемых для исследования процесса регулирования температуры воздуха в кабине мобильных с/х машин. Для проведения эксперимента методом статистического планирования определены интервалы варьирования контролируемых управляемых параметров: расход газа методом теплового расчета ДВС, производительность вентилятора экспериментальным методом (табл. 1). Построена матрица планирования эксперимента.

Таблица 1

Диапазон варьирования параметров эксперимента

Параметр
Расход газа 0,8 5,2 1,1
Расход воздуха 0 0,64 0,2

В рамках полного факторного эксперимента проведена серия опытов и зафиксированы необходимые показатели. Сформулирована методика полевых испытаний установки регулирования температуры воздуха в кабине мобильной с/х машины.

В четвертой главе «Результаты исследований» приведены результаты лабораторных исследований и полевых испытаний технологии и установки регулирования температуры воздуха в кабине мобильной с/х машины. В ходе анализа данных полученных в результате экспериментальных исследований была получена математическая модель, связывающая расход газа через дополнительный испаритель, производительность вентилятора и температуру воздуха на выходе из дополнительного испарителя (4). Экспериментальные исследования подтвердили правильность теоретического обоснования параметров дополнительного испарителя (рис. 3).

Была получена математическая модель процесса, определяющая температуру воздуха Y на выходе из испарителя:



, 1011

где - расход газа ДВС, ,

- производительность вентилятора, .

Обработка данных проводилась методом статистического анализа. Однородность дисперсий полученных экспериментальных данных была проверена с применением критерия Кохрена, значимость коэффициентов математической модели подтверждена критерием Стьюдента.

 Дополнительный испаритель: 1 –-52

Рис. 3. Дополнительный испаритель: 1 – кожух; 2 – змеевик.

Графическое выражение математической модели, построенное в среде Mathcad представлено на рис. 4.

 График математической модели-53

Рис. 4. График математической модели процесса регулирования температуры

Достоверность результатов подтверждена в среде статистической обработки для ЭВМ «Statistika 6.0».

Для проведения полевых испытаний была разработана технология регулирования температуры в кабине автомобиля УАЗ – 31519 работающего на СНГ. В основу технологии была положена разрабатываемая установка, оснащенная электронным блоком, использующим для управления процессом регулирования температуры математическую модель, полученную в ходе экспериментальных исследований. По сигналам датчиков температуры и расхода газа электронный блок вычисляет время, необходимое для снижения температуры в кабине до заданного уровня, и устанавливает нужный режим работы при помощи исполнительных механизмов: дозатора газа и вентилятора.

Для проведения испытаний был разработан дозатор газа, представленный на рис. 5.

Рис. 5. Дозатор газа: 1 – корпус дозатора, 2 – шаговый двигатель.

Полевые испытания полностью подтвердили правильность выбранного направления для исследования. Состояние температуры воздуха в кабине по сравнению с температурой воздуха характеризует график на рис. 6.

В процессе полевых испытаний была оптимизирована работа установки, путем коррекции программы блока управления, при которой по сигналам датчиков температуры воздуха снаружи и в кабине, а также датчика расхода газа, электронный блок управления определяет, какое время требуется для снижения температуры до необходимого значения, и включает установку на максимальную мощность при соблюдении допустимого перепада температур 5.

Рис. 6. График температуры в кабине.

По истечении заданного времени установка переходит в режим частичной мощности, который необходим для компенсации воздействия внутренних источников тепла на температуру в кабине (канал основного испарителя полностью открыт, вентилятор работает в режиме половины производительности). Режим максимальной производительности используется для приведения значения температуры воздуха в соответствие с санитарно-гигиеническими требованиями в начале движения, после открывания (закрывания) дверей, т.е. когда температура может значительно отличаться от оптимальной. Также в режимах работы двигателя близких к холостому ходу, когда из-за малого расхода газа даже небольшое снижение температуры воздуха в кабине требует значительного времени. Режим частичной производительности используется для компенсации поступлений тепла в кабину в процессе движения.

Для снижения колебаний температуры воздуха в кабине, программа электронного блока управления выполнена адаптивной. Микроконтроллер выполняет постоянный мониторинг динамики изменения температуры в кабине, и определяет оптимальное положение дозирующего конуса, частоту вращения крыльчатки вентилятора и частоту опроса датчиков, чтобы колебания температуры были минимальны.

Установками регулирования температуры воздуха были также оборудованы автомобили ЗИЛ-130 и ГАЗ-3309, которые эксплуатировались на с/х предприятиях. Для эффективного регулирования температуры воздуха программы микропроцессора электронного блока управления были адаптированы под параметры этих машин.

Машины с установкой регулирования температуры воздуха эксплуатировались в жаркое время года на сельскохозяйственных работах. Было отмечено улучшения самочувствия водителей, увеличение производительности их труда в среднем на 15% и снижение аварийных ситуаций на 20 % при поступлении тепла в кабину мобильной с/х машины . Максимальная мощность разработанной установки в условиях испытаний составила

Балансовая стоимость установки составила и эксплуатационные затраты , что в 3,5 раза ниже, по сравнению с существующими аналогами.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

По результатам исследований можно сформулировать следующие выводы:

  1. Современные технологии и технические средства повышения качества условий труда механизаторов не позволяют эффективно регулировать температурный режим в кабине мобильных с/х машин без дополнительных экономических и энергетических затрат.
  2. Установлено, что для регулирования температуры воздуха можно возможно использовать энергию испаряющегося СНГ, что позволит регулировать температуру воздуха в кабине мобильных с/х машин без отбора мощности от ДВС. Для улучшения условий труда механизаторов разработана установка регулирования температуры воздуха, состоящая из дополнительного испарителя, монтируемого параллельно основному испарителю штатной системы питания сжиженным газом, дозирующего устройства, определяющего пропускную способность дополнительного испарителя, комплекса датчиков и электронного блока управления.
  3. В ходе теоретических исследований установлено, что требуемая площадь теплообмена дополнительного испарителя при расходе газа составляет . Конструкция испарителя в виде «змеевик в змеевике» обеспечивает коэффициент теплоотдачи . В ходе экспериментальных исследований установлена аналитическая зависимость влияния конструктивно-эксплуатационных параметров установки на процесс регулирования температуры воздуха в кабине, из которой видно, что наибольшее влияние на температуру воздуха на выходе из установки влияют пропускная способность дополнительного испарителя и производительность вентилятора обдува. Оптимальные параметры работы установки определяются расходом газа и производительностью вентилятора, при которых температура воздуха в кабине достигает максимально быстро своего оптимального значения при заданном санитарно-гигиеническими нормами перепаде 5.
  4. Разработана технология регулирования температуры воздуха в кабине мобильной с/х машины, предусматривающая двухступенчатое регулирование температуры, при котором для быстрого приведения температуры воздуха к оптимальному значению используется максимальная мощность установки, а для компенсации поступлений тепла в кабину в процессе движения – режим частичной мощности. Примененная схема исключает переохлаждение воздуха в кабине, из-за задержки выравнивания температуры воздуха в объеме кабины. Производственные испытания установки регулирования температуры воздуха в кабине позволили улучшить самочувствия механизаторов в процессе работы, увеличить производительность их труда в среднем на 15% и снизить число аварийных ситуаций на 20 % при поступлении тепла в кабину мобильной с/х машины . Максимальная мощность разработанной установки в условиях испытания составила
  5. Использование разработанных технологии и технических средств позволяет оснастить мобильные с/х машины, работающие на СНГ, установкой регулирования температуры воздуха в кабине балансовой стоимостью и эксплуатационными затратами , что в 3,5 раза ниже, по сравнению с существующими аналогами.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Пат. RU 2384715 С1 РФ, МПК F02B43/00. Система питания автомобиля на сжиженном газе. Авторы Дмитриев Н.В., Гаврилов А.В. Опубл. 20.03.2010. Бюл. №8.
  2. Пат. RU 83293 U1 РФ, МПК F02B43/02. Система питания автомобиля на сжиженном газе. Авторы Дмитриев Н.В., Гаврилов А.В. Опубл. 27.05.2009. Бюл. №15.
  3. Гаврилов А.В., Дмитриев Н.В. Использование потенциальных возможностей сжиженного газа при работе мобильных энергетических средств в условиях повышенных температур // Вавиловские чтения-2010. Материалы межд. науч.-практ. конф. в 3 томах. - Саратов: изд-во КУБИК, 2010. - Т. 3. - С. 448-449.
  4. Гаврилов А.В., Дмитриев Н.В. Исследование возможностей сжиженного газа для снижения температуры воздуха в салоне автомобиля // Материали за 7-а международна практична конференция, "Найновите постижения на европейската наука".





    - 2011. - т. 38. - София: "Бял ГРАД БГ". - С. 21-24.

  5. Гаврилов А.В., Дмитриев Н.В. Система кондиционирования воздуха в салоне автомобиля // Сельский механизатор. - 2009. - №6. - С. 38-39.


Pages:     | 1 ||
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.