Используя уравнения (81), построим номограмму (рис. 136) для графического определения количества воздуха, протекающего в единицу времени через салон автомобиля,
где
абсцисса номограммы.
По оси ординат номограммы отложим величины коэффициентов внутреннего давления ру,
зависящих от коэффициентов давления воздуха у открытых впускных и выпускных проемов.
Рис. 136. Номограмма для определения количества воздуха, протекающего в единицу времени через салон автомобиля
Таким образом, номограмма будет состоять из двух групп кривых: «впускных», характеризующих впускные проемы, через которые происходит приток воздуха в салон, и «выпускных», характеризующих выпускные проемы. Для семейства «впускных» кривых коэффициенты давления обозначают рВП,
а для «выпускных» — рвып. Номограмма построена для коэффициента расхода μ = 0,65.
Рассмотрим пример пользования номограммой для случая, когда салон автомобиля сообщается с окружающей атмосферой двумя открытыми проемами с одинаковой площадью F = 0,01 м2 и коэффициентами давления во впускном проеме р = +0,6 и в выпускном р2 = — 1,0. Примем v = 3,6 м/сек и y
= 1,2 кгс/м3. Точка пересечения соответствующих кривых характеризуется абсциссой
и ординатой ру = —0,15. Тогда
G = xuyF = 0,56∙3,6∙1,2∙0,01
=0,024 кгс/с=72,5 кгс/ч.
Уменьшение живого сечения проемов следует учитывать изменением коэффициента расхода,
вводя множитель μ/0,65 , т. е.
Рассмотрим другие возможные варианты использования номограммы. Например, в салоне автобуса открыты три люка, один из которых впускает воздух и два — выпускают.
Тогда G1 = G2+G3
Для любых значений ру уравнение неразрывности удовлетворяется при равенстве абсциссы «впускной» кривой G/(vyF)
сумме абсцисс «выпускных» кривых [G2/(vyF) + G3/(vyF)]. Таким образом, при графическом решении находим суммарную, «выпускную» кривую, складывая абсциссы кривых р2 и р3. Пересечение суммарной кривой с кривой p1, дает точку М с координатами рy
и х. Тогда
Если открыты два проема разной площади,
например люк (F1) и часть окна (F2 = 0,5F1),
то в этом случае левая часть уравнения
будет соответствовать масштабу оси х номограммы, а левая часть уравнения — масштабу F2/F1 и будет относится к группе кривых номограммы для выпускных проемов.
Выделим кривую р2.
Пусть, например р2 = —1,3; p1 = 0,8. Кривые p1 и р2
показаны отдельно на рис. 137.
Рис. 137. Зависимости для определения количества протекающего воздуха через два проема различной площади
Чтобы привести уравнения (82) и (83) к одному масштабу, умножим обе части уравнения
(82) на 2:
Полученная кривая р2 показана на рис. 137. Точка М пересечения этой кривой с «впускной» кривой p1 и определит величину G.
Для четырех открытых проемов, характеризующихся p1= +0,5;
р2=+0,2; р3= —0,6 и р4=
—0,1, будет справедливо равенство G1 + G2=G3+G4. В точке пересечения суммарных «впускной» и «выпускной» кривых получим ру=
+0,4 и G = 0,82vyF. При любом числе открытых проемов для каждого впускного отверстия
а для каждого выпускного
Если выразить площади приточных и вытяжных проемов через площадь F как Fi = ƐiF и Fj = ƐjF, то получим
При n впускных и m выпускных проемах суммарная «впускная» кривая будет соответствовать левой части равенства
а суммарная «выпускная» кривая — правой части этого равенства. При этом масштаб абсциссы каждой кривой должен быть изменен в Ɛ раз.
Для решения подобных задач необязательно знать направление течения воздуха в каждом проеме. Количество и направление воздуха, протекающего через данный проем, определяется точкой пересечения характеризующей его кривой с горизонталью ру. Напомним, что естественный воздухообмен в салоне автомобиля может быть дополнен принудительной вентиляцией и попытаемся учесть ее влияние. Принцип расчета сохраним прежний. Количество входящего воздуха G1 и выходящего G2 через открытые проемы определяют также по формулам (81), если известно ру. Возможно также и графическое решение. При этом на основе номограммы (см. рис. 136) для коэффициентов давления р
и р2 строят «впускную» и «выпускную» кривые (рис. 138). При известных величинах v и F работа принудительной вентиляции как независящая от ру может быть представлена вертикалью с абсциссой
Например, при GM = 0,12 кгс/с; u = 3,8 м/с; у = 1,3 кгс/м3 и F = 0,1 м2 получим хм =
[0,12/(3,8∙1,3х0,1)]=0,243. Точка пересечения суммарной «впускной»
кривой, полученной сложением кривой p1 с абсциссами хм , с «выпускной» кривой р2 даст решение задачи.
Принудительная вентиляция не только увеличивает воздухообмен, но и изменяет величину внутреннего избыточного давления в салоне автомобиля. Если число открытых проемов больше двух, то в этом случае также вначале находят суммарные «впускную» и «выпускную» кривые, не учитывая действия принудительной вентиляции, а затем суммируют абсциссы одной из них с абсциссой хм,
в зависимости от того является ли принудительная вентиляция приточной или вытяжной.
Рис. 138. Зависимости для определения количества протекающего через проем воздуха при одновременном действии принудительной и естественной вентиляции
Автор: Е.В.
Михайловский |