CFD-моделювання системи опалення автобуса
Автор: Гай Юрій Віталійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Колісні та гусеничні транспортні засоби
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Гай Ю.В., Горбай О.З. д.т.н., професор (керівник). CFD-моделювання системи опалення автобуса. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів 2023. Розширена анотація Основним із показників, що формують комфортні пасажирські перевезення є сприятливий мікроклімат в салоні та кабіні водія транспортного засобу. Дана тематика досліджень є важливою, оскільки при порушеннях сприятливого мікроклімату пасажири та водій можуть відчувати дискомфорт, тобто в холодну пору року можливий дискомфорт через недосконалу систему опалення, а влітку через систему кондиціонування. Відповідно при відчутті дискомфорту (особливо водій) буде відчувати підвищену втомливість, роздратованість та сонливість, що може призвести до ДТП через порушення сенсоро-моторних реакцій водія. Дана робота є присвячена дослідженню роботи системи опалення міського 12-ти метрового автобуса. В ній мова йде про системи забезпечення мікроклімату, а саме про систему опалення та методи її дослідження. Слід наголосити на тому, що методика дослідження системи опалення є по суті універсальна для автобусів вибраного типажу, і не тільки, адже за допомогою програмного середовища ANSYS-Fluent Workbench можна досліджувати будь-який салон міського автобуса за даною методикою, адже чи це автобус малого класу, чи надвеликого, наш метод досліджень буде проводитись за подібним алгоритмом. Дані дослідження мають прикладне застосовування як для виробництва, так і для наукової роботи. За допомогою проведених досліджень можна удосконалити систему опалення автобуса, ще на етапі проектування, що є досить економічно вигідним. Об’єкт дослідження: міський автобус довжиною 12 м з низьким рівнем підлоги. Предмет дослідження: мікроклімат в салоні автобуса під час роботи системи опалення автобуса. Мета дослідження: дослідити як впливає циркуляція повітря системи опалення автобуса, визначити основні параметри дослідження, проаналізувати методику розрахунку теплоти в салоні автобуса, промоделювати роботу системи опалення автобуса за допомогою програмного середовища ANSYS-Fluent Workbench. В першому розділі роботи проведено огляд конструкцій систем опалення міський автобусів, проаналізовано нормативну документацію та наведено приклади закордонних і вітчизняних нормативних документів по мікролімату салонів КТЗ, проаналізовано подібні наукові праці різних вчених по дослідженнях параметрів мікроклімату в салонах КТЗ. В другому розділі роботи показано вибрану модель модель для досліджень та проведено розрахунки його системи опалення, а також проаналізовано складові частини теплового балансу салону автобуса. В третьому розділі роботи проаналізовано та пояснено суть CFD-моделювання, проведено та наведено приклади програмного забезпечення за допомогою якого можна проводити подібні дослідження, які проводяться в даній роботі, проаналізовано суть теорії рівнянь руху газів та рідини за Нав’є-Стоксом та показано як методи скінченних елементів застосовуються при дослідженнях та моделюванні руху повітряних потоків. В четвертому розділі роботи здійснено розрахунок та моделювання руху повітряних мас салону автобуса за допомогою програмного середовища ANSYS-Fluent Workbench. В п’ятому розділі роботи проведено техніко економічні розрахунки, а саме проаналізовано актуальність даних наукових досліджень в сучасному промисловому та науковому світі, визначено техніко-економічний вплив на реалізацію подібних наукових досліджень, проведено порівняльний аналіз та розрахунок коефіцієнта еквівалентності, наведено калькуляцію затрат на використання наведеної методики досліджень. Економічні розрахунки нам показали, що технічний рівень виробу на 109% вище ніж у попередніх моделях, термін окупності складає біля 1 року, відповідно цей метод досліджень доцільно впроваджувати у виробництво. Отримані в роботі проектні рішення та відповідні досліджень вказують на їх та доцільність використання на практиці. Проведені економічні розрахунки – свідчать про економічну ефективність їх виконання та подальшого застосування. Ключові слова: система опалення, міський автобус, CFD-моделювання, повітряні потоки, мікроклімат, комфорт, тепловий баланс, коливання.