Purpose.Existing mathematicalmodelsofunsteadyheatexchangeinapassengercardonotsatisfytheneedofthedifferentconstructivedecisionsofthelifesupportsystemefficiencyestimation. They also don’t allow comparing new and old life support system constructions influence on the inner environment conditions. Moreoverquite frequently unsteady heat exchange processes were studied at the initial car motion stage. Due to the new competitive engineering decisionsof the lifesupportsystemthe need of a new mathematical instrument that would satisfy the mentioned features and their influence on the unsteadyheatexchangeprocesses during the whole time of the road appeared. The purpose of this work is creation of the mathematicalmodel ofunsteadyheatexchangeinapassengercarthatcan satisfythe above-listed requirements. Methodology. Fortheassigned task realizationsystemofdifferentialequationsthatcharacterizesunsteadyheatexchangeprocessesinapassengercarwascomposed; forthesystemof equationssolution elementary balance method was used. Findings. Computational algorithm was developed andcomputer program for modeling transitional heat processes in the car was designed. It allows comparing different life support system constructions influence on the inner environment conditionsand unsteady heat exchange processes can be studied at every car motion stage. Originality.Mathematicalmodelofunsteadyheatexchangeinapassengercarwasimproved. That is why it can be used for the heat engineering studying of the inner car state under various conditions and for the operation of the different life support systems of passenger cars comparison. Mathematicalmodelingofunsteadyheatexchangeinapassengercarwas made by the elementary balance method. Practical value. Created mathematical model gives the possibility to simulate temperature changes in passenger car on unsteady thermal conditions with enough accuracy and to introduce and remove additional elements to the designed model. Thus different constructive decisions of the life support system can be estimated by the mathematical experiment.

    Цель. Существующие математические модели нестационарных тепловых процессов в пассажирском вагоне не подходят для полной оценки эффективности новых технических решений системы жизнеобеспечения пассажирских вагонов и для их сравнения с уже существующими конструкциями. Кроме того, нестационарные тепловые процессы чаще всего исследовались на начальном этапе движения вагона. В связи с появлением новых конкурентоспособных технических решений системы жизнеобеспечения, возникла потребность и в создании нового математического инструмента, который давал бы возможность учесть эти особенности и их влияние на протекание нестационарных тепловых процессов на протяжении всего времени в пути. Целью данной работы является создание математической модели нестационарных тепловых процессов, которая бы удовлетворяла вышеперечисленные требования. Методика. Для реализации поставленной задачи была составлена система дифференциальных уравнений, которые описывают нестационарные тепловые процессы в вагоне; для решения сложной системы уравнений использовался метод элементарных балансов. Результаты. Разработан расчетный алгоритм и создана компьютерная программа для моделирования переходных тепловых процессов в пассажирском вагоне, что позволяет учитывать различные конструктивные решения системы жизнеобеспечения пассажирских вагонов и осуществлять моделирование нестационарных тепловых процессов на любом этапе рейса. Научная новизна. Усовершенствована математическая модель тепловых процессов в вагоне в динамике, что позволяет исследовать теплотехническое состояние в салоне при различных условиях и сравнивать работу различных систем жизнеобеспечения пассажирских вагонов. Выполнено математическое моделирование нестационарных тепловых режимов в пассажирском вагоне с использованием метода элементарных балансов. Практическая значимость. Составленная расчетная модель дает возможность моделировать изменения температуры в вагоне на нестационарных тепловых режимах, довольно легко вводить и выводить в расчетную схему дополнительные элементы. Это позволяет проводить оценку разных схем и конструктивных решений системы жизнеобеспечения вагона путем математического эксперимента.

    Мета. Існуючі математичні моделі нестаціонарних теплових процесів у пасажирському вагоні не придатні для повної оцінки ефективності нових технічних рішень системи життєзабезпечення пасажирських вагонів та для їх порівняння з уже існуючими конструкціями. Крім того, нестаціонарні теплові процеси найчастіше досліджувалися на початковому етапі руху вагона. У зв’язку з появою нових конкурентоздатних технічних рішень системи життєзабезпечення виникла потреба й у створенні нового математичного інструменту, який давав би змогу врахувати ці особливості та їх вплив на перебіг нестаціонарних теплових процесів протягом усього часу рейсу. Метою даної роботи є створення математичної моделі нестаціонарних теплових процесів, що задовольняла б вищеперераховані вимоги. Методика. Для реалізації поставленої задачі було складено систему диференціальних рівнянь, що описують нестаціонарні теплові процеси у вагоні; для розв’язання складеної системи рівнянь використовувався метод елементарних балансів. Результати. Розроблено розрахунковий алгоритм та створено комп’ютерну програму для моделювання перехідних теплових процесів у пасажирському вагоні, що дозволяє враховувати різні конструктивні рішення системи життєзабезпечення пасажирських вагонів та здійснювати моделювання нестаціонарних теплових процесів на будь-якому етапі рейсу. Наукова новизна. Удосконалено математичну модель теплових процесів у вагоні в динаміці, що дозволяє досліджувати теплотехнічний стан у салоні за різних умов та порівнювати роботу різних систем життєзабезпечення пасажирських вагонів. Проведено математичне моделювання нестаціонарних теплових режимів у пасажирському вагоні з використанням методу елементарних балансів. Практична значимість. Складена розрахункова модель дає змогу моделювати зміни температури у вагоні на нестаціонарних теплових режимах, досить легко вводити та виводити до розрахункової схеми додаткові елементи. Це дозволяє проводити оцінку різних схем та конструктивних рішень системи життєзабезпечення вагона шляхом математичного експерименту.


    Access

    Download


    Export, share and cite



    Title :

    Mathematical modeling of unsteady heat exchange in a passenger car.
    Математическое моделирование нестационарных тепловых процессов в пассажирском вагоне.
    Математичне моделювання нестаціонарних теплових процесів у пасажирському вагоні


    Contributors:


    Publication date :

    2013-12-25


    Remarks:

    Science and Transport Progress ; No. 6(48) (2013); 147-155



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    English