блок воздухом, пропорциональна разности температур fx ~ 4 выходящего и входящего воздуха. На основании уравнений (4-55) и (4-56) можно написать:

4ых-4 = 2(а-4). (4-63)

Система из четырех уравнений (4-50), (4-53), (4-58) и (4-62) содержит пять неизвестных: t, t, 4. и t, мощность источников тепла задана.

Пятое уравнение можно составить, анализируя условия теплообмена в блоке. Связь между количеством воздуха L, протекающего в единицу времени через отверстия /, площадь которых s, и разностью давлений АЯ снаружи и внутри блока на уровне отверстий /, выражается формулой*:

Li = pA-l/2gYeAi, (4-64)

где pi - коэффициент расхода (если жалюзи отсутствуют и имеются только отверстия, то fi = 0,65, см. табл. 4-3); g - ускорение силы тяжести; у. - плотность воздуха при температуре 4-

Аналогичные выражения можно получить для воздуха, протекающего в единицу времени через отверстия в шасси и в верхней части кожуха 2 (см. рис. 4-18, а):

L=lJsV2gy,.KIQ . (4-65)

= HaS . (4-66)

где р-ш, Ра - коэффициенты расхода через отверстия в шасси и в верхней части кожуха соответственно; 5щ - площадь отверстий в шасси; Sg - площадь отверстий в верхней части кожуха; , уых - плотность воздуха при температуре 4. ш и <н.« соответственно; АЯц, - разность давлений воздуха в верхней и нижней областях в районе шасси; АЯг - разность давлений воздуха снаружи и внутри блока на уровне отверстий 2 (см. рис. 4-18).

В установившемся режиме расход воздуха через любые сечения кожуха и шасси одинаков:

1 = = La = L. (4-67)

За начальный уровень отсчета давлений принимается уровень, проходя-• щий через середину отверстий /. Наружное избыточное давление относительно этого уровня Ясн = О, а внутри нижнего отсека Я. Тогда напор в отверстии / будет

ДЯ = Я,„ - Я =-Я. - (4-68)

Давление воздуха внутри блока на уровне отверстий 2 .

.и = Нг- ЛхУ1 - АЯ h,y„ (4-69)

где hi к - расстояния от шасси до середины отверстий 1 и 2. Давление воздуха снаружи блока на уровне отверстий 2

Яа,н = 0-(Л1 + Л,)Ус=-(Л1 + /1а)Те. (4-70) Напор в отверстии 2

AH, = H,~H,,„=.Hi-yihi-AH-h,y, + ihi + h,)y,. (4-71) Выразим величину у через абсолютную температуру Т,-:

Ti=Yc; 72 = Тс. . (4-72)

На основании уравнений (4-64) и (4-72) получим

L = ixsiyj, V2gy--"h-z!-• (4-73)

hi + fh Jh fk

Tc Ti

* Батурин В. В. Основы промышленной вентиляции. Профиздат, I95&.

в результате преобразования системы уравнений (4-50), (4-53), (4-58), (4-62) и (4-73) получека система для практических расчетов:

-6/1 + 6 = 0, •

(4-74)

й = 2 (S31 + S) - (5з2 + - - s,i);

)a, + a,-d(S32 + -S31 -s,i)-f (S3,-§ S32) 4;

Sgi/a + S4; 2 ==324 -кг; A = Ai-\A2; ..

6= (2

ДР = Рз,-Р,;

= 9 f (1 - 4) + + Ski) к -S,A

(4-75) (4.76)

Система уравнений (4-73)-(4-76) позволяет рассчитать тепловые характеристики 4 (Р) и 4 ()- Для этого необходимо знать величины коэффициента

расхода fx и коэффициента теплоотдачи а, а также уточнить расстояния и /ij-

Коэффициект расхода р зависит от конфигурации отверстий, размеров и типа жалюзи. В табл. 4-3 приведены значения [х при различных отношениях ширины жалюзи к его длине Ы1 и утках открытия р. ,

Коэффициент теплоотдачи а внутри перфорированного кожуха приближенно может бьггь представлен .как функция отношения L к массе Go воздуха, заполняющего блок при температуре 4- Такая зависимость представлена на рис. 4-19. Если перфорационных отверстий в кожухе много и они расположены на разной высоте от шасси, то параметры hi и /ig находятся как средневзвешенные величины:

h=4-. • - : •

где li и 2t - номера отверстий в нижней и верхней областях блока.

В заключение приведем рекомендуемую последовательность расчета тепловых характеристик [17].

1. По методике, изложенной в предыдущем параграфе,-рассчитывают тепловые характеристики рассматриваемого блока в предположении, что кожух, и шасси не имеют перфораций.

2. Задаются значением 4 и с помощью тепловых характеристик, рассчитанных для герметичного кожуха, находят в первом, приближении температуру перегрева перфорированного кожуха (t - ty = 0,75 (4 - Q,. где (4 - 4)г - температура перегрева герметичного кожуха, соответствующая заданному значению средкеповерхкосткой температуры 4 нагретой зоны.

о 0,02 Ofi 0,06 0.08 сек

Рис. 4-19. Зависимость коэффициента теплоотдачи внутри перфорированного блока от отношения L/G,,

и i=i

«1 = -7г-

Зависимость коэффициента ji от b/l к Р

Таблица 4-3

3. Из рис. 4-19 можно найти коэффициент теплоотдачи а внутри перфорированного кожуха, но для этого нужно знать отношение L/Go. Величину а выбирают ориентировочно. Для первого приближения коэффициент теплоотдачи а 5 ет/ м град).

4. По формуле (4-59) рассчитывают мощность Р , рассеиваемую излучением с поверхности нагретой зоны; при этом полагают коэффициент взаимной облученности-фз. 1, а е„ определяют по выражению 4-19 (см. табл. 4-1).

Если степени черноты внутренней поверхности кожуха е. и нагретой зоны бз не меньше 0,75, то 83.

5. С помощью уравйекий (4-73)-(4-76) находят параметры в первом приближении t\, t\,l}, и по графику, (рис. 4-19) уточняется значение а. При уточненном значении коэффициента теплоотдачи повторяется расчет во втором приближекии, при этом задаются " = 4-

6. По формуле Р Р +• 2Lc (а - 4) определяют величину Р. Если во втором приближении между выбранной температурой кожуха 4 и температурой 4ь вычисленной по контрольной формуле (4-76), получается расхождениеболее 5%, то проводят расчет в третьем приближении, при этом величину 4" выбирают равной:

, , 4" = С-0;1 • (4-77)

Окончательные значения и Р находят из выражений:

к к t -

V Т к1

(рп рт)

(4-78)

(4-79)

Погрешность расчета температуры перегрева & по этой методике не превышает ±20%.

В результате еще на стадии конструкторской разработки можно определить температуру внутри блока. Если рассчитанная температура оказывается выше допустимой, то необходимо изменить конструкцию или использовать принудительное охлаждение.

Прирлер расчета тепловой, характеристики блока с перфорированным кожухорл. Исходные данные. Блок изготовлен в форме прямоугольного параллелепипеда. Длина = = 0,319 м, ширина = 0,258 м, высота La = 0,194 м. Перфорации расположены на боковых гранях. Средневзвешенное расстояние отверстий в кожухе до шасси /zj = 0,040 м, feg = = 0,100 м. Площадь перфораций Sj = Sg = 0,6- 10-= м; 8ш= 0,7.10" м. Внутренняя поверхность кожуха Sk = 0,376 под шасси Sri = 0,144 ж-; над шасси 5кг = 0,232 м. По-