Антиплагиат (1231919), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Тогда по фронту ОУ с каж дой стороны холодильной камерыустановливаем по 19 секц ий укороченной длины в верхнем ярусе и нормальной длины – в ниж нем.4.1.6Расчет водомасляного теплообменникаИспользуемые на тепловозах водомасляные теплообменники ( рисунок 4.2) предназначены для охлаждения водой масладизеля. Для реализации максимального теплосъёма в ограниченных габаритах теплообменника чаще всего применяютhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.21057115&repNumb=118/2623.05.2016Антиплагиатпротивоточно перекрестное течение жидкостей. Вода проходит по гладким или оребренным с внешней стороны трубкам,завальцованным в трубные доски.
Масло, попадающее в теплообменник, ввиду наличия сегментных перегородок,движется поперек трубного пучка, отдавая тепло воде, движущейся по трубкам. Температурные удлинения трубокохлаждающего элемента компенсируются за счет возможности перемещения одной из трубных досок теплообменника.[20]Рисунок 4.2 – Принципиальная схема конструкции водомасляного теплообменника[21]Расчет поверхности теплообмена:(4.17)где Квмт – коэ ффиц иент теплопередачи ВМТ, Квмт=0,7 кДж /кгК ; ∆t=10℃,.Расчет числа трубок:, (4.18)принимаем d=0,01 м; l=2,0 м, тогда,Принимаем число трубок водомаслянного теплообменника n=1417 шт.4.1.7 Расчет вентилятораРасчетаем напор, создаваемый вентилятором. Для однорядного располож ения радиаторов напор определяется по формуле:(4.19)где hр – сопротивление ж алюзи ОУ.Для стандартных водяных радиаторов, рассчитывается по формуле:(4.20)Тогда напор вентилятора рассчитаем по формуле:(4.21).Расчет производительности вентилятора:, (4.22)где Gв – расход воздуха, кг/с;увз – удельная масса воздуха перед вентилятором, кг/м3., (4.23),, (4.24),где Rв=287 Дж /кгК – газовая постоянная воздуха;.4.1.7.1 Построение характеристики сетиЗадаемся диаметром вентиляторного колеса 2 м и значени��ми частоты вращ ения вентилятора n1=1600об/мин, n2=1300 об/мин, n3=1000 об/мин, n4=700 об/мин.[47]Для каж дого значения необходимо определить значения окруж ной скорости , коэ ффиц иента напора H и коэ ффиц иентапроизводительности Q по следующ им формулам:, (4.25), (4.26), (4.27), (4.28)где FD – площ адь вентиляторного колеса по внешнему диаметру;Результаты расчета окруж ной скорости и коэ ффиц иентов напора и производительности занесем в таблиц у 4.2.Таблиц а 4.2 – Результаты расчета окруж ной скорости и коэ ффиц иентов напора ипроизводительностиn1=1600,об/минn2=1300,об/минn3=1000,об/минn4=700,об/мин[47]ω167,6136,1104,773,3H0,0200,0300,0500,103Q0,1730,2130,2770,396Полученные точки нанесем на график зависимости H=fQ и построим характеристику сети (рисунок 4.3).
Находим точкипересечения 1, 2, 3, 4 и сносим их проекц ии на зависимость ηв=f(Q). По максимальной ординате определим угол установкиhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.21057115&repNumb=119/2623.05.2016Антиплагиатлопастей, при котором КПД вентилятора будет максимальным.Рисунок 4.3 – Характеристика сетиПо графической зависимости видно, что КПД вентилятора максимален при установке лопастей под углом 250.Определим измеритель напора КН, Н/м2 и измеритель производительности КО, м3/с, соответствующ ие углу установки лопастей250:, (4.29),, (4.30).Рассчитаем максимальную частоту вращ ения вентилятора пв, 1/с, диаметр вентиляторного колеса Dв, м, и затраты мощ ности напривод вентилятора Nв:, (4.31), (4.32), (4.33),,.Таким образом, из приведенных нами расчетов видно что затраты мощ ности на привод вентилятора равны 62,1 кВт.5 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОХЛАЖ ДАЮЩ ИХ УСТРОЙСТВ В УСЛОВИЯХ БАМ ТЕПЛОВОЗА СЕРИИ ТЭ10МК С ДИЗЕЛЕМ Д495.1 Разработка расчётной схемы охлаж дения5.1.1 Цель работыОпределить оптимальную поверхность охлаж дения, параметры вентилятора и компоновку радиаторов системы охлаж дения.Охлаж дающ ие устройства (ОУ) предназначены для отвода тепла от ж идкости к атмосферному воздуху.
В охлаж дающ иеустройства входят: радиаторы, теплообменники, воздушные каналы, трубопроводы и устройства регулирования работы ОУ.5.1.2 Требования, предъявляемые к ОУОУ долж ны обеспечить:- теплорассеивающ ую способность при температуре наруж ного воздуха от-50°C до +40°C,при которой возможна нормальная реализация номинальной мощности[55]тепловоза;- минимальные затраты мощ ности на привод вентиляторов;- минимальные затраты ц ветных металлов;- полную автоматизац ию работы ОУ;- высокую надёж ность оборудования.5.1.3 Классификац ия ОУ для проектируемого тепловозаПо схеме системы располож ения – смешанная (вода охлаж дается воздухом, масло – водой);- по месту располож ения радиаторов – боковое;- по форме располож ения радиаторов – вертикальное;- по числу рядов радиаторов – однорядное;- по э таж ности радиаторов – двухъярусная;- по конструкц ии шахты – каркасное;- по схеме работы вентиляторов – на всасывание;- по количеству вентиляторов – один;- по типу привода вентилятора – механический;- по способу регулирования температуры ж идкости – автоматический.5.1.4 Определение необходимых параметров, количества и размеров охлаж дающ их устройствОхлаждающая система необходима на тепловозе для создания оптимального теплового режима и обеспечения прочностинагревающихся элементов конструкциидизеля.
Для этого используют жидкостное (водяное) охлаждение. Масло,охлаждающее детали цилиндропоршневой группы двигателя, также охлаждается водой.[20]Исходные данные для расчёта системы охлаж дения приведены в таблиц е 5.1.Таблиц а 5.1 – Исходные данные для расчёта системы охлаж денияНаименованиеОбозначениеЧисленное значение123Эффективная мощ ность дизеля, кВтNe2200Удельный расход топлива, кг/кВт чЬе0,214Продолж ение таблиц ы 5.1123Теплоотвод:в воду,%в масло,%наддувочного воздуха,%αвαмαнв14,98,1http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.21057115&repNumb=120/2623.05.2016Антиплагиат6,4Принимаем:t, OC воды на выходе из ДВСt1в105t, OC воды ДВС после охлаж дения в ОУt2в95t, OC масла на выходе из ДВСt1м100t, OC масла после ВМТt2м85t, OC на входе в холодильник наддувочного воздухаt1нв70t, OC на выходе из холодильник наддувочного воздухаt2нв75t, OC воды на входе в ВМТt1вмт75t, OC воды на выходе из ВМТt2вмт85t, OC наруж ного воздухаτ1+40Продолж ение таблиц ы 5.1123t, OC воздуха после радиаторов воды ДВСτ2в+80t, OC воздуха после радиаторов второго контураτ2м,нв+70Массовая скорость воздуха в водяных радиаторах, кг/м2сUвз9Линейная скорость воды в радиаторах, м/сVв1Коэ ффиц иент теплопередачи, кВт/м2ККв0,05Поверхность охлаж дения, омываемая воздухом одного серийного радиатора, м2∆Fс29,52Поверхность охлаж дения, омываемая воздухом одного короткого радиатора, м2∆Fк16,9Ж ивое сечение для прохода воздуха серийного радиатора, м2Wс0,148Ж ивое сечение для прохода воздуха, м2Wк0,078Окончание таблиц ы 5.1Удельная теплоемкость воды, кДж /кгКСв4,19Удельная теплоемкость воздуха, кДж /кгКСвз1,0Удельная теплоемкость масла, кДж /кгКСм2,0Низшая теплота сгорания топлива,кДж /кгОнр425005.1.5 Расчет охлаж денияРасчет ОУ производится с ц елью определения номинальной поверхности охлаж дения, необходимой для полного отвода тепла отохлаж дающ ей ж идкости.На рисунке 5.1 представлена расчетная схема охлаж дения тепловоза.http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.21057115&repNumb=121/2623.05.2016АнтиплагиатКомпромиссным решением, используемым на большинстве типов тепловозов, является открытая двухконтурная системаохлаждения.
В двухконтурной системе контур охлаждения элементов дизеля и контур охлаждения наддувочного воздухаи масла разделены. Вохлаждения[21]качестве([20]контурах)основного теплоносителя используется вода, циркулирующая в замкнутых системахс поверхностными теплообменниками. Каждый контур системы оборудован индивидуальнымнасосом. Это дает возможность раздельного регулирования температуры охлаждающей воды в обоих контурах.[21]Рисунок 5.1 – Расчетная схема системы охлаж дения5.1.5.1 Контур охлаж дения ДВСКоличество тепла, отводимого с водой от ДВС, рассчитывается по формуле:, (5.1)где αв – теплоотвод в воду;Ье – удельный расход топлива, кг/кВт∙ч;Nе – э ффективная мощ ность дизеля, кВт;Онв – низшая теплота сгорания ДТ, кДж /кг;.Расчет поверхности теплообмена:, (5.2)где Кв – коэ ффиц иент теплопередачи;∆t – средний температурный напор, рассчитывается по формуле:, (5.3)где t1в, t2в – температура воды перед и после радиаторов;τ1, τ2в – температура воздуха до и после радиаторов охлаж дения воды.,.Расчет действительной поверхности охлаж дения:, (5.4).Расчет числа радиаторов:zс=Fдв∆Fс+∆Fк, (5.5)где ∆Fс – поверхность охлаж дения, омываемая воздухом одного серийного радиатора, м2;zс=496,89629,52+16,9=10,7 шт, округляем до 11 единиц .Расчет расхода воды:, (5.6)где св – удельная теплоемкость воды, кДж /кгК,.Расчет расхода воздуха:, (5.7)где свз – удельная теплоемкость воздуха, кДж /кгК,.Проверка выполненного расчета:, (5.8).Gвз отличается от Gвз1 на 8%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
