Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Локомотивы»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________А.К. Пляскин

«____»________20___г.

Технологические испытания водовоздушных секций радиаторов на лабораторном стенде

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 190301.65.09-Л-012.ПЗ

Студент ИИФО В.В.Стешенко

Руководитель

(доцент, к.т.н.) А.С. Слободенюк

Консультант по безопасности

жизнедеятельности Е.М. Ерошкина

Консультант по экономике

(ст. преподаватель) Н.А. Дривольская

Нормоконтроль

(ст. преподаватель) И.Д. Конькова

Хабаровск – 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 7

1 Назначение, классификация и конструкция секций

радиатора 9

1.1 Назначение и классификация охлаждающих устройств 9

1.2 Требования, предъявляемые к охлаждающим устройствам 13

1.3 Конструкция секций радиаторов 13

2 Цель и задачи дипломного проектирования 17

3 Разработка программы и метода исследования процессов теплопередач 18

3.1 Описание лабораторного стенда 18

4 Обработка опытных данных 29

5 Повышение экологической безопасности работы дизеля в результате контроля степени загрязнения секций

радиаторов 58

5.1 Проблемы эксплуатации секций радиаторов 58

5.2 Состав и причины образования минеральных отложений 62

5.3 Методы предупреждения образования минеральных

отложений 64

5.4 Подготовка охлаждающей воды для дизельных двигателей 66

5.5 Применение нового реагента для охлаждающей воды на железнодорожном транспорте 71

5.6 Влияние длительного использования реагента Налко 2536+ в охлаждающей воде на экологическую безопасность работы дизеля 73

6 Экономический расчет затрат на создание стенда охлаждающих устройств 77

6.1 Теоретические основы определения экономической эффективности 77

6.2 Определение срока окупаемости внедряемой системы 85

ГРАФИКИ………………………………………………………………………………98

Заключение 100

Список используемой литературы 101

ВВЕДЕНИЕ

В целом состояние подвижного состава Дальневосточной железной дороги подходит к критическому уровню. На дороге эксплуатируются тепловозы, у которых срок службы уже вышел. Например, приписной парк локомотивного депо Тында уже превысил критический возраст – 15 лет. Приходится сталкиваться с проблемами надежности и качественной эксплуатации подвижного состава. В перспективе возможно резкое повышение расходов на эксплуатацию устаревшего тягового подвижного состава и физическое отсутствие подвижного состава для осуществления перевозки грузов и пассажиров.

В настоящее время среди множества проблем, связанных с надежностью работы системы охлаждения тепловозов, одной из актуальных является обеспечение и поддержание работоспособного состояния водяной системы дизелей. Особенно это необходимо в жаркое и холодное время года, когда от тепловоза требуется надежная работа. Естественное старение тепловозного парка, работа тепловозов с перепробегами между плановыми видами ремонтов, недостатки в содержании систем водоподготовки, добавление в эксплуатации в водяные системы тепловозных дизелей сырой воды в локомотивных депо Забайкальской дороги, эксплуатирующих тепловозы, привели к серьезным проблемам в содержании систем охлаждения тепловозов.

Одним из важнейших факторов обеспечения эксплуатационной надежности и повышения моторесурса тепловозных дизелей является качество охлаждающей жидкости. В тепловозных дизелях для охлаждения применяется вода, так как она обеспечивает наилучший отвод тепла при наименьших затратах.

Основные требования, предъявляемые эксплуатационниками к работе системы охлаждения тепловозных дизелей:

- предохранение цилиндровой группы из черных и цветных металлов и других деталей, омываемых водой, от коррозии, кавитации, накипи и шлама, нарушающих теплопередачу;

- отсутствие накипи в секциях холодильников, ухудшающих теплообмен и увеличивающих время истечения;

- отсутствие коррозионного воздействия на припой водяных секций.

Известно, что из-за плохого качества приготовления жидкости, заливаемой в систему охлаждения дизеля при экипировке тепловоза, существенно ухудшается техническое состояние водяных радиаторов – образуется накипь во внутренних полостях трубок и уменьшается их проходное сечение, соответственно, ухудшается теплообмен. Это приводит к снижению теплоотвода и эффективности работы всей системы охлаждения, что определяется по времени истечения воды через проверяемую секцию.

Охлаждение дизеля, наддувочного воздуха и масла обеспечивается водяной системой тепловоза. Одной из основных составляющих частей водяной системы охлаждения дизеля являются радиаторные секции. Нормальная эксплуатация локомотива возможна лишь при надежной работе его холодильника.

В этих условиях необходим согласованный по ресурсам, исполнителям и срокам комплекс научно-исследовательских, опытно-конструкторских и производственных мероприятий в виде определенной программы, направленной на внедрение достижений научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте и освоение новых эффективных методов повышения работоспособности водяной системы тепловоза и обеспечения качественного ремонта системы.

Необходимо наметить мероприятия по доведению ремонтного производства депо до установленных регламентов, которые дадут возможность:

- улучшить техническое состояние водяной системы приписного парка;

- снизить количество отказов локомотивов на линии;

- поднять производительность труда за счет внедрения новых технологий.

Система обслуживания и ремонта тягового подвижного состава также требует реорганизации. Степень старения технологического оборудования постоянно нарастает. Единые технические регламенты ремонтов отсутствуют. Требуется дооснащение локомотивных депо и пунктов технического обслуживания комплексом стационарных устройств для ремонта водяной системы тепловоза и продления срока службы основных узлов подвижного состава. Необходима оптимизация схемы размещения и использования мощностей по ремонту на основе внедрения новых технологий. В частности, необходимо влиять на достаточно сложный процесс отложения накипи в трубках водяных секции, чтобы работу водяной системы максимально возможно приблизить к безаварийной.

1 НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКЦИЯ СЕКЦИЙ РАДИАТОРА

1. Назначение и классификация охлаждающих устройств

Комплекс устройств, предназначенных для отвода теплоты от воды, охлаждающей дизель, масла дизеля, наддувочного воздуха, а также от масла гидравлической передачи (если она есть) в атмосферу, составляет си­стему охлаждения тепловоза [1]. В эту систему входят поверхностные тепло­обменники (радиаторы), предназначенные для охлаждения воды и масла атмосферным воздухом, промежуточные теплообменники (для охлаждения масла дизеля или гидравлической передачи водой, которая охлаждается в радиаторах атмосферным воздухом), вентиляторы, системы воздушных каналов для подвода и отвода атмосферного воздуха от радиаторов, си­стемы трубопроводов и насосов для циркуляции воды и масла, приборы и устройства для контроля и регулирования работы системы охлаждения. Радиаторы, воздушные каналы и вентиляторы компонуют в части тепловоза, называемой холодильником. Применение только поверхностных теплообмен­ников продиктовано необходимостью предотвращения загрязнения цирку­лирующих в системе воды и масла, а также для уменьшения их потерь [1].

Необходимость отвода значитель­ного количества теплоты от нескольких жидкостей (в конечном счете в атмос­феру) и сравнительно невысокая ин­тенсивность теплопередачи в воздуш­ных поверхностных теплообменниках приводит к сложности устройств си­стем охлаждения, к их значительным габаритным размерам и весам. На функционирование этих систем приходится затрачивать часть мощности дизеля (4—6%).

Системы охлаждения тепловозных дизелей можно классифицировать по особенностям схем движения охлаждае­мых и охлаждающих жидкостей, месту установки панелей радиаторов и их наклону по отношению к продольной плоскости симметрии тепловоза, конструкции теплопередаюших поверхностей радиатора, числу рядов секций радиатора в направлении потока воздуха, типу, конструкции вентиляторов и их количеству, по конструкции привода вентиляторов, спо­собу управления работой всей системы [1].

По месту установки панелей радиаторов холодильники могут быть с боковым, крышевым и торцовым радиаторами. В отечественном тепловозо­строении наибольшее распространение получили холодильники с боковым расположением радиаторов, при котором вентилятор расположен в крыше, а воздушный канал между радиатором и вентилятором (шахта холодильника) образуется крышей, торцовыми стенками и стенками внутрен­него обвода. Под обводок есть проход во вторую секцию. В односекционных тепловозах внутренний обвод шахты может отсутствовать (тепловозы ТЭМ1, ТЭМ2).

Если по условиям ком­поновки оборудования боко­вое расположение радиато­ров невозможно, то прибе­гают к крышевому их расположению. Расположение радиатора в крышевом отсеке применено на тепловозах ТГ102 и ТГ16. Распо­ложение панели радиатора на торне кузова применяют на некоторых маневровых тепловозах небольшой мощ­ности и на тепловозах про­мышленного транспорта [1].

По наклону панелей радиатора к продольной плоскости симметрии тепловоза различают холодильники с вертикальным V-образным и шатровым расположениями панелей. На тепловозах ТЭ109 применено V-образное расположение панелей радиатора с боковыми проходами, размещенными между боковыми жалюзи и радиаторами. Эксплуатация выявила некоторые отрицательные стороны такой компоновки. Наличие в проходах воздушного потока, характеризую­щегося высокими значениями скоростей, приводит к простудным заболева­ниям членов бригады. Кроме того, в проходе, где размещены некоторые агрегаты, осаждается влага и снег, заносимые воздушным потоком. Преиму­ществом такого расположения радиаторов является снижение аэродинами­ческого сопротивления шахты (по сравнению с холодильниками арочного типа) [1].

Шатровое расположение радиаторов на тепловозах отече­ственной постройки не применяется, но получило некоторое распрост­ранение за рубежом, — например, холодильники фирмы Бер на тепловозах V164 (ФРГ).

По числу рядов секций (в направлении потока воздуха) панели радиато­ров бывают одно- и двухрядными. Двухрядное расположение секций принято в панели радиатора тепловоза ТЭЗ. В первом, по потоку воздуха, ряду размещены масловоздушные секции, а во втором — водовоздушные. Двухрядное расположение секций радиаторов позволяет сократить длину фронта холодильника. Однако при этом значительно снижается теплорассеивающая способность секций второго ряда в результате уменьшения тем­пературного напора между охлаждаемыми жидкостями и охлаждающим воздухом, нагревшимся в процессе прохождения первого ряда секций. Это приводит к возрастанию необходимого числа секций, увеличивает вес холодильника, массу расходуемых цветных металлов. При такой, компоновке невозможно раздельное регулирование температуры жидкости, протекаю­щей в секциях первого и второго ряда [1].

Как показали испытания, выполненные в МИИТе, теллорассеи-вающая способность секций во втором ряду снижается не только в резуль­тате уменьшения величины температурного напора, но и по причине суще­ственного снижения величины коэффициента теплопередачи (по сравнению с такой же секцией, расположенной в первом ряду).

Аэродинамическое со­противление двух последовательно расположенных секций несколько больше, чем сумма аэродинамических сопротивлений таких же одиночных секций. Кроме того, при двухрядном расположении секций в холодильнике арочного типа несколько возрастает аэродинамическое сопротивление шахты в ре­зультате увеличения потерь от удара воздушного потока о поверхность вну­треннего обвода и потерь кинетической энергии с воздушным потоком, поки­дающим шахту (по причине увеличения неравномерности поля скоростей потока на выходе из шахты). При проектировании тепловозов стремятся из­бегать применения двухрядных панелей радиаторов. На отечественных теп­ловозах преимущественно установлены однорядные радиаторы [1].

Для сокращения длины фронта холодильника используют двухъярусное расположение секций в панелях радиатора (тепловоз 2ТЭ10Л).

Холодильники тепловозов могут обслуживаться осевыми вентиляторами всасывающего, нагнетательного или смешанного типа. Применение осевых вентиляторов предопределяется большими расходами воздуха через холо­дильник при относительно небольшом аэродинамичском сопротивлении, что соответствует высоким значениям удельной быстроходности осевых вен­тиляторов [1].

Наибольшее распростра­нение получили осевые вентиляторы всасы­вающего типа, что объяс­няется значительной величи­ной (для большинства сов­ременных тепловозов) отно­шения поверхности фронта радиатора к площади, ометаемой лопастями вентиля­тора. В этом случае в огра­ниченных габаритных разме­рах тепловоза применение нагнетательных вентилято­ров ведет к значительным аэродинамическим потерям в каналах шахты.

Выбор осевого венти­лятора того или иного типа определяется величиной необходимой затраты мощ­ности. Вентиляторы нагнетателыгого или смешанного типа могут оказаться выгодными при относительно небольших размерах поверхности фронта радиаторов (при относительно небольших теплорассеивающих способностях;— на тепло­возах небольшой мощности; при использовании высокотемпературного охлаждения). Заслуживает внимания применяемая на некоторых зару­бежных тепловозах конструкция холодильника, в котором предусмотрен специальный воздуховод от панелей радиатора к вентиляторному колесу. Аэродинамическое сопротивление такого воздуховода может оказаться существенно меньшим, чем аэродинамическое сопротивление шахт традиционной конструкции (благодаря ликвидации застойно-циркуляционных зон, имеющих место в обычных шахтах). При таком подводе воздушного потока к вентилятору можно обеспечить более высокую степень равномерности поля скоростей перед его колесом и, следовательно, меньшие потери энергии с потоком воздуха, покидающего холодильник. Применение такой компоновки холодильника конструктивно целесообразно при небольшой фронтальной поверхности радиатора, обслуживаемой одним вентилятором [1].

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР