轨道车辆车体传热系数K值的测试方法及系统技术方案

本发明专利技术属于轨道车辆检测技术，涉及一种轨道车辆车体传热系数K值的测试方法及系统，测试方法步骤为：将车辆置于气候试验室中，调节环境温度t

【技术实现步骤摘要】
轨道车辆车体传热系数K值的测试方法及系统


[0001]本专利技术属于轨道车辆检测
，涉及轨道车辆车体隔热性能检测技术，具体地说，涉及一种在升温过程中测试轨道车辆车体传热系数K值的测试方法及系统。

技术介绍

[0002]车体隔热性能是评价车辆性能的重要指标之一，同时也是空调机组选型的重要依据之一。轨道车辆中，车体隔热性能使用车体传热系数K值表示。按照GB/T33193和TB/T1674要求，K值采用车内加热的热稳定试验方法，在气候试验室中测得。该测试方法要求在一定的环境温度下，使用电加热器设备加热车内空气，达到热稳定状态后，根据下述公式计算得到车体传热系数K值为：
[0003][0004]式中，P为车内加热功率，单位：W；F为车体隔热壁面积，单位：m2；Δt为车内外两侧平均空气温度差，单位：℃。
[0005]热稳定试验方法测试车体K值中热稳定状体的建立有严格要求。GB/T33193中要求加热功率保持稳定的情况下，3小时内车外平均空气温度和车内外平均空气温度差数值变化小于0.5K，不同温度测点(内部或外部)的温度差值小于3K；TB/T1674要求热稳定时间不少于8小时，8小时内车内平均空气温度和车外平均空气温度波动不得大于
±
0.5K，且温度波动不得单调上升或下降，车内加热功率波动不得大于3％，且功率波动不得单调上升或下降。
[0006]一般情况下，使用热稳定法测试车体传热系数K值，需要等待车内外温度升至热平衡的稳定状态，并调节车内外温度均匀性以满足标准的要求，测试时间通常需要48
‑
72小时，测试时间长，试验效率低。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术存在的测试时间长、试验效率低等上述问题，提供了一种在升温过程中测试轨道车辆车体传热系数K值的测试方法及系统，该方法无需等待车内外温度达到热平衡的稳定状态，在保证试验准确性和可信度的前提下，减少试验时间，提高试验效率。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种轨道车辆车体传热系数K值的测试方法，其具体步骤为：
[0009]环境温度调节步骤：将车辆置于气候试验室中，调节环境温度t
out
至5
±
5K范围内；
[0010]加热步骤：车辆内外温度一致时，按照给定功率开启均布在车辆内部的加热装置和送风装置进行加热升温；
[0011]温度测量步骤：按照至少每5min一次连续测量20h
‑
24h车内温度；
[0012]K值计算步骤：在8
‑
10个小时内任意取测点P1，对应车内平均温度为t1，在16
‑
20个
小时内任意取测点P2，对应车内平均温度为t2，分别计算测点P1的车体传热系数K
S1
和温度变化率测点P2的车体传热系数K
S2
和温度变化率通过公式计算K
S1
，测点P1的温度变化率取测点P1附近单位时间内车内平均温度的变化率，通过公式计算K
S2
，测点P2的温度变化率取测点P2附近单位时间内车内平均温度的变化率，P为给定加热功率，F为车体表面积；进而通过下式计算车体平均热容量W
r
：
[0013][0014]将车体平均热容量W
r
带入下式计算得到实际车体传热系数K值：
[0015][0016]进一步的，加热步骤中，在加热之前，还包括以下步骤：关闭或密封空调新风口和排气口但不隔热保温，关闭车门和车窗，关闭或者用K值小于0.5W/m2·
K的材料封堵贯通道门。
[0017]优选的，加热步骤中，加热功率P按照公式P＝K
·
F
·
Δt，其中，K值取设计值，F为车体表面积，Δt取25K
±
5K。
[0018]优选的，加热步骤中，送风装置放置于加热装置的上方或侧面，以确保车辆内部的空气流动，使车辆内部升温均匀。
[0019]优选的，温度测量步骤中，温度测点按照GB/T33193或者TB/T1674要求进行布置。
[0020]优选的，温度测量步骤中，在测量车内温度时，维持车外温度和加热功率不变，且不允许进入车辆内部。
[0021]优选的，K值计算步骤中，车内平均温度按照GB/T33193或者TB/T1674要求进行定义。
[0022]为了达到上述目的，本专利技术还提出了一种轨道车辆车体传热系数K值的测试系统，用于实现上述轨道车辆车体传热系数K值的测试方法，包括：
[0023]温度调节模块，用以将车辆的环境温度t
out
调节至5
±
5K范围内；
[0024]加热装置，均布在车辆内部，以在车辆内外温度一致时，按照给定加热功率对车辆进行加热升温；
[0025]送风装置，放置于加热装置的上方或侧面，以确保车辆内部的空气流动，使车辆内部升温均匀；
[0026]温度传感器，按照GB/T33193或者TB/T1674要求布置于车辆内部，以测量车内温度；
[0027]K值计算模块，用于分别计算测点P1的车体传热系数K
S1
和温度变化率测点
P2的车体传热系数K
S2
和温度变化率进而计算车体平均热容量W
r
，进一步根据车体平均热容量W
r
计算实际车体传热系数K值；其中，测点P1在8
‑
10个小时内任意取，对应车内平均温度为t1，测点P2在16
‑
20个小时内任意取，对应车内平均温度为t2，通过公式计算K
S1
，测点P1的温度变化率取测点P1附近单位时间内车内平均温度的变化率，通过公式计算K
S2
，测点P2的温度变化率取测点P2附近单位时间内车内平均温度的变化率，P为给定加热功率，F为车体表面积；通过下式计算车体平均热容量W
r
：
[0028][0029]将车体平均热容量W
r
带入下式计算得到实际车体传热系数K值：
[0030][0031]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0032](1)本专利技术轨道车辆车体传热系数K值的测试方法及系统，无需等待车内外温度达到热平衡的稳定阶段，测试时间为20
‑
24小时，仅为热稳定法的一半时间，大大缩短了试验时间，提高了试验效率。
[0033](2)本专利技术轨道车辆车体传热系数K值的测试方法及系统，试验条件、试验流程与现有热稳定法基本一致，适合在恒温库房或热工试验室内使用，测点布置和车内平均温度的定义与现有相关标准GB/T33193或者TB/T1674完全相同，仅传热系数的计算方法不同，试验流程可以使用现有成熟操作规程，操作便捷。
附图说明
[0034]图1为使用加热法测试车辆K值时车内平均温度变化曲线；
[0035]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆车体传热系数K值的测试方法，其特征在于，其具体步骤为：环境温度调节步骤：将车辆置于气候试验室中，调节环境温度t
out
至5
±
5K范围内；加热步骤：车辆内外温度一致时，按照给定功率开启均布在车辆内部的加热装置和送风装置进行加热升温；温度测量步骤：按照至少每5min一次连续测量20h
‑
24h车内温度；K值计算步骤：在8
‑
10个小时内任意取测点P1，对应车内平均温度为t1，在16
‑
20个小时内任意取测点P2，对应车内平均温度为t2，分别计算测点P1的车体传热系数K
S1
和温度变化率测点P2的车体传热系数K
S2
和温度变化率通过公式计算K
S1
，测点P1的温度变化率取测点P1附近单位时间内车内平均温度的变化率，通过公式计算K
S2
，测点P2的温度变化率取测点P2附近单位时间内车内平均温度的变化率，P为给定加热功率，F为车体表面积；进而通过下式计算车体平均热容量W
r
：将车体平均热容量W
r
带入下式计算得到实际车体传热系数K值：2.如权利要求1所述的轨道车辆车体传热系数K值的测试方法，其特征在于，在加热步骤中，在加热之前，还包括以下步骤：关闭或密封空调新风口和排气口但不隔热保温，关闭车门和车窗，关闭或者用K值小于0.5W/m2·
K的材料封堵贯通道门。3.如权利要求1或2所述的轨道车辆车体传热系数K值的测试方法，其特征在于，加热步骤中，加热功率P按照公式P＝K
·
F
·
Δt，其中，K值取设计值，F为车体表面积，Δt取25K
±
5K。4.如权利要求1或2所述的轨道车辆车体传热系数K值的测试方法，其特征在于，加热步骤中，送风装置放置于加热装置的上方或侧面，以确保车辆内部的空气流动，使车辆内部升温均匀。5.如权利要求1所述的轨道车辆车体传热系数K值的测试方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德世，李楠，王彦鲁，刘忠庆，高成林，王永镖，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：