جرت في قسم الهندسة الميكانيكية مناقشة رسالة الماجستير الموسومة
تقييم الراحة الحرارية داخل مقصورة السيارة تحت ظروف العراق
لطالب الماجستير (حسن عباس حسين) وذلك يوم الخميس 3- 11- 2022 في قاعة الأستاذ الدكتور منذر الدروبي في القسم.
حيث تألفت لجنة المناقشة من الذوات
أ.م.د. مؤيد رزوقي حسين من الجامعة التكنولوجية / قسم الهندسة الميكانيكية – رئيساً
أ.م.د. عمار فرحان علي من جامعة بغداد / كلية الهندسة – قسم هندسة الطاقة – عضواً
م.د. سرمد عزيز عبد الحسين من جامعة بغداد / كلية الهندسة – قسم الهندسة الميكانيكية – عضواً
أ.م.د. عصام محمد علي من جامعة بغداد / كلية الهندسة – قسم الهندسة الميكانيكية – عضواً ومشرفاً
وبعد مناقشة الطالب والاستماع لدفاعه وتقييم مستوى الرسالة، منح الطالب درجة الماجستير في الهندسة الميكانيكية – موائع وحراريات
ادناه ملخص الرسالة باللغة العربية
الصيف في جنوب العراق حار وجاف للغاية، حيث تصل درجات الحرارة إلى حوالي 50 درجة مئوية. بسبب النقص في أماكن وقوف السيارات المظللة، لذلك يقوم العديد من السائقين بإيقاف سياراتهم تحت أشعة الشمس المباشرة. ويشتكي العديد من هؤلاء السائقين من ارتفاع درجة الحرارة داخل سياراتهم بعد ساعات قليلة من وقوفها. هذه المشكلة ليست ضارة فقط للسائق والركاب، ولكنها تتسبب أيضاً في تلف بعض مكونات الداخلية للسيارة. علاوة على ذلك، تؤدي درجة الحرارة المرتفعة داخل المقصورة إلى زيادة حمل التبريد المطلوب للحفاظ على المقصورة في حدود الراحة الحرارية.
أجريت الاختبارات على سيارة صفراء متوقفة (سايبا) في مدينة العمارة بالعراق خلال الفترة من 20 يوليو إلى 10 أغسطس عام 2021.
في الجزء النظري من هذا العمل، تم تصميم نموذج رياضي لمقصورة السيارة باستخدام برنامج MATLAB. يأخذ النموذج في الاعتبار معادلات التوازن الحراري لمكونات مقصورة السيارة والأحمال الحرارية التي تؤثر عليها. اضافة الى ذلك، تم برمجة النموذج الرياضي في واجهة مستخدم رسومية تفاعلية منفصلة (GUI) باستخدام برنامج MATLAB App Designer. تتضمن واجهة المستخدم الرسومية جميع معادلات التوازن الحراري، وتُتيح للمستخدم إدخال معلمات التغذية من خلال القوائم المنسدلة ومربعات النص بكل سهولة ويُسر. ثم إجريت دراسة حدودية للتحقق من تأثيرات بعض العوامل (لون السيارة ، نفاذية الزجاج ، السعة الحرارية) وتأثيرها على درجة حرارة الهواء داخل المقصورة.
في الجانب العملي من هذه الدراسة، تم قياس نقاط درجة الحرارة داخل سيارة متوقفة بشكل تجريبي. ومن أجل تقليل درجة الحرارة المرتفعة داخل مقصورة السيارة، تم اقتراح غطاء سيارة للتخفيف من درجة الحرارة المرتفعة داخل مقصورة السيارة. ثم أؙختبرت سبع حالات مختلفة للغطاء المقترح مع فتحات النوافذ.
أظهرت النتائج النظرية أن درجة حرارة الهواء داخل السيارة المتوقفة يمكن أن ترتفع إلى 70 درجة مئوية عند الساعة 12 ظهراً ، وهو ما يمثل 46٪ أعلى من درجة حرارة المحيط (كانت أقصى درجة حرارة للمحيط 48 درجة مئوية) ، بينما وصلت درجة حرارة الكتل الداخلية حتى 73 درجة مئوية في نفس الوقت. تم تقليل درجة حرارة الهواء الداخلي بحوالي 15٪ عندما تم تخفيض النفاذية من τ = 0.8 إلى τ = 0.2. تغيير لون السيارة كان له تأثير كبير على درجة حرارة الهواء الداخلي. أدى تغيير اللون من الأسود إلى الأبيض إلى تقليل درجة حرارة هواء المقصورة بنسبة 11٪. أدت زيادة السعة الحرارية لجميع المكونات داخل المقصورة بمقدار 5 أضعاف الحالة الأساسية إلى انخفاض بنسبة 2٪ في درجة حرارة الهواء القصوى ولكن زيادة في درجة الحرارة النهائية بنسبة 7% . تم تحقيق تخفيض بنسبة 38% في متوسط حمل التبريد في حالة السيارة البيضاء مع τ = 0.2. كانت قيم التصويت الوسطي المتوقعة في جميع الحالات أعلى من مقياس الإحساس الحراري لدى الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (ASHRAE).
أظهرت النتائج العملية أن في الساعة الواحدة والنصف ظهراً درجة حرارة الهواء الداخلي وصلت إلى ما يقرب من 75 درجة مئوية، بينما وصلت درجة حرارة لوحة القيادة إلى ذروتها بحوالي 93 درجة مئوية، في الحالة غير المظللة. بينما كان الحل الأفضل هو استخدام الغطاء من الخارج على جميع النوافذ والزجاج الأمامي والخلفي وفتح النوافذ بمقدار 15 ملم. في هذه الحالة، تم تخفيض متوسط درجة حرارة الهواء الداخلي إلى 53.3 درجة مئوية، وهو ما يمثل 20.8٪ أقل من الحالة غير المظللة و 16% أعلى من متوسط درجة حرارة المحيط الخارجي (كانت أقصى درجة حرارة للمحيط 47 درجة مئوية). أدى الحل الأفضل إلى انخفاض كبير في حمل التبريد، حوالي 32.3٪ أقل من الحالة غير المظللة. كانت قيم التصويت الوسطي المتوقعة أيضًا أعلى من مقياس الإحساس الحراري لدى ASHRAE.
تم التحقق من صحة النتائج النظرية من خلال النتائج التجريبية من الأعمال الأخرى وكان متوسط الخطأ بين النتائج حوالي 8.4٪.وكان متوسط الخطأ بين النتائج حوالي 8.4 .
