CHƯƠNG 4 : MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC HÀNH ỨNG DỤNG CỦA MƠ HÌNH
5.5. Các phương trình được nghiên cứu và áp dụng
điểm nhất định. Nhiệt độ là một cách đo lượng nhiệt của một chất (trong trường hợp này là môi chất làm lạnh và khơng khí bên trong cabin). Nhiệt là một dạng năng lượng do đó sử dụng việc cân bằng năng lượng là chính xác nhất cho việc mô phỏng. Môi chất lạnh R134a được lựa chọn vì hiệu suất làm lạnh, hiệu quả chi phí, được sử dụng rộng rãi trong ngành cơng nghiệp ơ tơ và có tài liệu nghiên cứu rộng rãi. Việc chứng minh tính hiệu quả của hệ thống bằng cách giải thích các kết quả từ các đồ thị của hệ thống. Xác minh bằng cách thực hiện thay đổi các thông số đầu vào của hệ thống và việc phân tích kết quả.
5.4. Kết quả của q trình.
Q trình chạy thành cơng mơ hình Simulink, các kết quả đã được hiển thị ty bằng các đồ thị được biểu diễn chi tiết các cuối mỗi quá trình để nghiên cứu hiệu suất.
5.5. Các phương trình được nghiên cứu và áp dụng. Cabin: Cabin:
Nhiệt trao đổi giữa cabin và bên ngoài : 𝑀𝑟𝐶𝑝𝑟𝑑𝑇𝑟
𝑑𝑡 = −𝐶𝑝𝑒𝜌𝑓(𝑇𝑚 − 𝑇𝑠) + 𝑄𝑠+ 𝑄𝑝𝑠+ 𝑈0𝐴0(𝑇𝑎− 𝑇𝑟) + 𝑚𝑓𝐶𝑝𝑎(𝑇𝑎 − 𝑇𝑟) + 𝐾𝑠𝑝𝑙𝑓
Dàn lạnh:
𝐶𝑝𝜌𝑉ℎ1𝑑𝑇𝑑
𝑑𝑡 = 𝐶𝑝𝜌𝑓(𝑇𝑚− 𝑇𝑑) + 𝛼1𝐴1(𝑇𝑤 −𝑇𝑚+ 𝑇𝑑
2 )
Cân băng năng lượng cho môi chất ở bên trong dàn lạnh: 𝜌𝑓𝐶𝑝𝑚𝑇𝑚 = 𝑚𝑓𝐶𝑝𝑎𝑇𝑎+ (𝜌𝑓 − 𝑚𝑓)𝐶𝑝𝑚𝑇𝑟 + 𝑇𝑚𝑚𝑓𝐶𝑝𝑚 Cân bằng năng lượng cho đầu ra của dàn lạnh:
𝐶𝑝𝜌𝑉ℎ2𝑑𝑇𝑠
𝑑𝑡 = 𝐶𝑝𝜌𝑓(𝑇𝑑 − 𝑇𝑠) + 𝜌𝑓ℎ𝑓𝑔(𝑊𝑚− 𝑊𝑔) + 𝛼2𝐴2(𝑇𝑤 −𝑇𝑑−𝑇𝑠
2 )
Cân bằng năng lượng đối với nhiệt lượng mà thành dàn lạnh hấp thụ: (𝐶𝑝𝜌𝑉) 𝑤 𝑑𝑇𝑤 𝑑𝑡 = 𝛼1𝐴1( 𝑇𝑚+ 𝑇𝑑 2 − 𝑇𝑤) + 𝛼2𝐴2( 𝑇𝑑+ 𝑇𝑆 2 − 𝑇𝑤) − 𝑀𝑟𝑒𝑓(ℎ𝑟2− ℎ𝑟1) Máy nén:
Tốc độ dịng chảy của mơi chất lạnh:
𝑀𝑟𝑒𝑓 = 𝑛𝜋
4𝐷𝑐
2𝑆𝑝𝑁𝑐𝜂𝑉 𝑣𝑠
Cân bằng năng lượng bên trong máy nén: 𝑀𝑟𝑒𝑓𝐶𝑝𝑟𝑓𝑑𝑇1
𝑑𝑡 = 𝑇𝑖𝑛𝑀𝑖𝑛𝐶𝑝𝑟𝑓− 𝑇𝑜𝑢𝑡𝑀𝑜𝑢𝑡𝐶𝑝𝑟𝑓
Dàn nóng:
Cân bằng năng lượng cho đầu vào của dàn nóng: 𝐶𝑝𝜌𝑉ℎ1𝑑𝑇𝑑
𝑑𝑡 = 𝐶𝑝𝜌𝑓(𝑇𝑚− 𝑇𝑑) + 𝛼1𝐴1(𝑇𝑤 −𝑇𝑚+ 𝑇𝑑
2 )
Cân bằng năng lượng cho mơi chất ở bên trong dàn nóng: 𝜌𝑓𝐶𝑝𝑚𝑇𝑚 = 𝑚𝑓𝐶𝑝𝑎𝑇𝑎+ (𝜌𝑓 − 𝑚𝑓)𝐶𝑝𝑚𝑇𝑟
Cân bằng năng lượng cho đầu ra của dàn nóng: 𝐶𝑝𝜌𝑉ℎ2𝑑𝑇𝑆
𝑑𝑡 = 𝐶𝑝𝜌𝑓(𝑇𝑑− 𝑇𝑠) + 𝜌𝑓ℎ𝑓𝑔(𝑊𝑚− 𝑊𝑔) + 𝛼2𝐴2(𝑇𝑤−𝑇𝑑− 𝑇𝑆
2 )
Cân bằng năng lượng đối với nhiệt lượng do thành dàn nóng toả ra: (𝐶𝑝𝜌𝑉) 𝑤 𝑑𝑇𝑤 𝑑𝑡 = 𝛼1𝐴1( 𝑇𝑚+ 𝑇𝑑 2 − 𝑇𝑤) + 𝛼2𝐴2( 𝑇𝑑+ 𝑇𝑠 2 − 𝑇𝑤) − 𝑀𝑟𝑒𝑓(ℎ𝑟2− ℎ𝑟1) Van giãn nở:
Cân bằng năng lượng trong van giãn nở 𝑇in 𝑀𝑓𝑣𝐶𝑝𝑣− 𝑇out 𝑀𝑓𝑙𝐶𝑝𝑙 = 0
Bảng 5.1: Ý nghĩa của các thông số
Thông số Ý nghĩa Đơn vị
Tr Nhiệt độ bên trong
cabin
ºC
Tm Nhiệt độ mơi chất trong
dàn lạnh/nóng
ºC
Ta Nhiệt độ khơng khí
xung quanh
ºC
Ts Nhiệt độ môi chất ở đầu
ra dàn lạnh/nóng
ºC
Td Nhiệt độ mơi chất ở đầu
vào dàn lạnh/nóng
ºC
Tw Nhệt độ thành dàn
lạnh/nóng
ºC
Mr Khối lượng khơng khí
bên trong cabin xe
kg
mf Tốc độ dòng chảy của
dịng khí thơng gió
kg/s
Cpr Nhiệt dung riêng ở áp
suất không đổi trong phòng
kJ/kg K
Cpe Nhiệt dung riêng ở áp
suất không đổi ở dàn lạnh
kJ/kg K
Ce Nhiệt dung riêng ở áp
suất không đổi ở trong lõi
Cpa,Cpm Nhiệt dung riêng ở áp suất không đổi tại môi trường và thời điểm trước dàn lạnh
kJ/kg K
Qs Tải nhiệt của bức xạ mặt
trời
KW
Qps Tải nhiệt của số lượng
người trên xe
KW
Uo Hiệu quả truyền nhiệt
của thành xe
W/ m² K
Ao Diện tích bề mặt của
cabin
m²
Kspl Hệ số tăng nhiệt của
quạt KJ/ m³ f Tốc độ dịng khí thể tích KW/ m² K ρ Mật độ của khơng khí ẩm kg/ m³ Vh1 Thể tích khơng khí ở dàn lạnh trong vùng làm mát khô m³
α1 Hệ số truyền nhiệt giữa
khơng khí và thành dàn lạnh trong vùng làm mát khô
KW/ m² ºC
A1 Diện tích truyền nhiệt
của vùng lõi dàn lạnh ở vùng làm mát khô m² Vh2 Thể tích khơng khí ở dàn lạnh trong vùng làm mát ướt m³
Wm Độ ẩm của hỗn hợp khơng khí đến đầu vào dàn lạnh
kg/ kg -
α2 Hệ số truyền nhiệt giữa
khơng khí và thành dàn lạnh trong vùng làm mát ướt
KW/ m² ºC
A2 Diện tích truyền nhiệt
của vùng lõi dàn lạnh ở vùng làm mát ướt
m²
hfg Nhiệt hoá hơi của nước kJ/kg
V Thể tích của cabin m³
Mref Tốc độ dòng chảy của
chất làm lạnh vào lõi dàn lạnh
kg/s
hr1 Entanpi của chất làm
lạnh ở đầu vào lõi dãn lạnh hoặc dàn nóng kJ/kg hr2 Entanpi của chất làm lạnh ở đầu ra lõi dãn lạnh hoặc dàn nóng kJ/kg Wr Độ ẩm khơng khí bên
trong cabin xe – khơng khí khơ
kg/ kg
Qpl Tải nhiệt của bức xạ mặt
trời