Введение к работе
' Актуальность темы диссертации. Температурно-влажностные па-аметры рабочей зоны оператора мобильного сельскохозяйственного редства оказывают существенное влияние на производительность тру-іа. Возможность поддержания температурно-влажностных параметров і оптимальных пределах приводит к необходимости использования пециальных установок. Существующие водоиспарительные охладители [меют ряд существенных недостатков, ограничивающих их использова-іие. В первую очередь, глубина охлаждения основного потока воздуха юлностью зависит от относительной влажности общего потока, прохо-(ящего по каналам испарительной насадки. Кроме этого, существующие инструкции косвенных водоиспарительных охладителей, в том числе и іекуперативньїх, не используют в полном объеме энергию фазового пе-іехода воды, значительная часть которой зачастую выбрасывается в ікружающую среду вместе с вспомогательным воздушным потоком в [Спаренном виде. Многие конструкции водоиспарительных охладителей імеют сравнительно невысокие энергетические показатели, обладая при том резервом их повышения. При математическом моделировании іроцессов водоиспарителыюго охлаждения при нижнем орошении ка-тллярно-пористой поверхности вводится допущение, предполагающее іспарение со свободной поверхности, не учитывающее капиллярного вижения жидкости и сил адсорбционной связи жидкости и пористой тенки.
Поэтому исследования в области нормализации температурно-лажностных параметров в кабине мобильного сельскохозяйственного нергетического средства применением водоиспарителыюго охладителя меют важное народнохозяйственное значение.
Цель работы - нормализация температурно-влажностных пара-іетров воздуха рабочей зоны оператора мобильного сельскохозяйст-енного энергетического средства и приближение их к комфортным ме-одом интенсификации тепломассообмена в испарительной насадке во-оиспарительного охладителя, применяемого для кондиционирования оздуха.
Объект исследования - рекуперативный водоиспарительный охла-итель воздуха с развитой поверхностью теплообмена.
Предмет исследования - процесс тепломассообмена в каналах ис-аритслыюй насадки рекуперативного водоиспарительного охладителя.
Научная новизна исследований. Предложена математическая мо-сль, позволяющая исследовать тепло-массобмен косвенного испари-ельного воздухоохладителя с учетом капиллярного движения жидкости ля случая с нижним подводом воды и установить важнейшие геометри-сские и режимные параметры для конструирования охладителя. Пред-ожен способ интенсификации тепломассообмена методом развития те- , лопередающей поверхности по сухим каналам, имеющим раз-итую орсбренную поверхность в каналах общего потока. Разработана
экспериментальная установка, позволяющая исследовать изменение температурного параметра воздуха, протекающего в каналах испарительной насадки водоиспарительного охладителя. Предложен способ оценки тепловой нагрузки на оператора мобильного сельскохозяйственного энергетического средства, позволяющий оценить условия работы и эффективность воздействия охладителя на оператора.
Практическая ценность работы заключается в том, что проведенные экспериментальные исследования подтвердили теоретическое обоснование применения водоиспарительного охладителя для нормализации микроклимата в рабочей зоне оператора мобильного сельскохозяйственного энергетического средства, выявлены закономерности изменения теплового состояния воздушного потока в каналах испарительной насадки и найдены некоторые условия оптимизации тепломассообмена в охладителях водоиспарительного принципа действия. Разработанная методика расчета может быть рекомендована для использования проектными и научно-исследовательскими организациями при проектировании новых водоиспарительных охладителей для различных мобильных энергетических систем. Предложенный способ определения тепловой нагрузки на оператора мобильного энергетического средства позволяет оценить эффективность воздействия охлаждающего устройства на тепловой баланс оператора. Результаты диссертационных исследований подтверждаются соответствующими актами о полезности разработанного устройства.
Результаты исследований внедрены на Липецком тракторном заводе, что подтверждается соответствующим актом реализации.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и получили одобрение на постоянно действующем научно-техническом семинаре стран СНГ «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете (Санкт-Петербург, 1996г., 1998г.), Всероссийской научной конференции в Воронежском военном авиационном инженерном институте (Воронеж, 1997 г.), 52-й научно-технической конференции в Воронежской государственной архитектурно-строительной академии (Воронеж, 1999 г.), научно-технических семинарах в Воронежском государственном аграрном университете им. К.Д. Глинки (Воронеж, 1996- 1999гг.). и др.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 14 печатных работах и получено положительное решение о выдаче патента на изобретение.
На защиту выносится:
математическая модель, позволяющая исследовать тёпло-массобмен косвенного испарительного воздухоохладителя, с учетом капиллярного движения жидкости для случая с нижним подводом воды и развитой поверхностью теплообмена;
теоретический и экспериментальный анализ влияния развития поверхности теплообмена методом оребрения поверхности «сухих»
каналов испарительной насадки на холодопроизводителыюсть и глубину охлаждения водоиспарителыюго охладителя; результаты экспериментальных исследований энергетических показателей водоиспаритсльных охладителей с различными типами испарительных насадок и развитой поверхностью теплообмена; полученные на основе теоретических и экспериментальных исследований рекомендации;
результаты исследования температурного поля в кабинах мобильных сельскохозяйственных средств при использовании водоиспарителыюго охладителя;
способ опенки тепловой нагрузки на оператора мобильного сельскохозяйственного энергетического средства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти тав, общих выводов, списка используемой литературы из 107 наимено-апий и 5 приложений. Диссертация включает 125 страниц машинопис-ого текста, 53 иллюстрации и 5 таблиц.