Улучшение условий труда механизаторов-комбайнеров при воздействии интенсивного солнечного излучения

Рассмотрены условия труда механизаторов при воздействии солнечного излучения, апробированы методы определения притока тепла от него в кабину зерноуборочного комбайна. Первый метод предполагал инженерный расчет по приближенной методике, учитывающей светопропускание стенок, их толщину и площадь поверхности, а также теплотехнические характеристики материалов, из которых они выполнены. В качестве второго метода определения теплопритока от солнечного излучения было использовано компьютерное моделирование в программной среде Ansys. Для этого была построена трехмерная виртуальная полноразмерная модель кабины комбайна, которая впоследствии разбивалась на определенное количество конечных тетраэдральных элементов, в каждом из которых производилось решение математической модели, заданной уравнением переноса излучения в дискретных ординатах, что позволило произвести расчеты теплопередачи сквозь светопрозрачные и массивные ограждения кабины. Для моделирования радиационных эффектов от солнечных лучей, попадающих в вычислительную область, на основании данных о местоположении, времени и даты была также выбрана модель солнечной нагрузки, реализуемая инструментом Ansys - солнечным калькулятором. По результатам расчетов по инженерной методике приток тепла сквозь непрозрачные стенки кабины зерноуборочного комбайна при температуре наружной среды + 40 °С составит 336,2 Вт, приток тепла сквозь световые проемы - 1447,7 Вт. Результаты компьютерного моделирования показывают, что приток тепла сквозь верхнюю непрозрачную стенку кабины комбайна в среднем составляет 167,1 Вт, что в целом приближено к результату инженерного расчета с относительной погрешностью 9,36%. Однако значение притока тепла сквозь световые проемы, равное 754,4 Вт, свидетельствует о низкой точности инженерной методики расчета по сравнению с компьютерным моделированием (относительная погрешность 41,01%), что в конечном итоге может привести к выбору менее эффективной климат-системы, поскольку её холодопроизводительности окажется недостаточно для обеспечения комфортных для механизатора параметров микроклимата внутри кабины.