ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ВОДОВОЗДУШНЫХ СЕКЦИЙ РАДИАТОРОВ НА ЛАБОРАТОРНОМ СТЕНДЕ (1234556), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Как правило, встречающиеся в литературе данные можно применять для расчета теплообменников, которые геометриче­ски тождественные тем, на основании опытов с которыми по­лучены соответствующие зависимости.

В случаях, когда результаты исследования обобщаются в виде полуэмпирических безразмерных (критериальных) зави­симостей, их можно применять для расчета не только геомет­рически тождественных, но и геометрически подобных тепло­обменников. Но и при этом следует помнить, что такие зави­симости справедливы в тех пределах отдельных геометричес­ких или режимных параметров, которые охватывались опы­тами, послужившими основой для соответствующих зависи­мостей.

Если известны значения коэффициентов теплоперехода, то коэффициент теплопередачи может подсчитываться, для слу­чая оребренной поверхности, по формуле

, (4.8)

если коэффициент теплопередачи отнесен к оребренной поверхности и по формуле

, (4.9)

если он обнесен к гладкой поверхности.

В формулах (4.8) и (4.9)

где F₁ и F₂ — величины гладкой и оребренной поверхностей теп­лообмена в м²;

и — коэффициенты теплоотдачи (теплоперехода) соот­ветственно для гладкой и оребренной поверхностей в ккал/м²час °С;

— толщина стенки в м;

— коэффициент теплопроводности материала стенки в ккал/м час °С.

Величина отношения часто обозначается через « » и называется коэффициентом оребрения.

Для многих тепловозных теплообменников величина тер­мического сопротивления стенки мала и ею часто пренебрега­ют, тогда формула (4.8) может быть записана в виде

.

4.1.5 Тепловой расчет воздушных радиаторов систем охлаждения тепловозов

Перед тепловым расчетом воздуховодяных радиаторов предварительно намечают схему системы охлаждения тепловоза, выбирают конструкцию водяных радиаторов (если они предусмотрены в схеме) и их ге­ометрические параметры, ориентируясь на описанные в лите­ратуре конструкции [1] и на имеющиеся данные об оптималь­ных их параметрах (1, 2, 3, 4).

Методика теплового расчета радиатора зависит от того, ка­кими зависимостями пользуются для определения коэффици­ента теплопередачи. В этом отношении может быть два пре­дельных случая:

- для выбранного радиатора имеются данные позволяю­щие сразу определить значение коэффициента теплопередачи;

- имеются обобщенные зависимости позволяющие опре­делять значения коэффициентов теплоотдачи.

Обычно тепловой расчет ведется для одного радиатора и затем определяют необходимое количество радиаторов.

4.2 Тепловой расчет водяных радиаторов

В случае, когда имеются данные, позволяющие сразу определить значение коэффициента теплопередачи для радиатора в целом, то принимают следующий порядок расчета.

Живое сечение радиатора для прохода воды

, (4.10)

где b, l, r – размеры трубки по чертежу (рисунок 4.1)

n_Т – число трубок в радиаторе.

Радиатор	b, мм	l, мм	r, мм
Водяной	1,1	16,8	0,55

Таблица 4.1 – Размеры применяемых трубок

Рисунок 4.1 – Плоскоовальная трубка

Принимают, в ранее рекомендованных пределах, весовую скорость воды в радиаторе U_ВД и подсчитывают расход воды

. (4.11)

Живое сечение воздушной стороны радиатора в наиболее узком месте

, (4.12)

где К – расчетная ширина водяного радиатора в м;

L – расчетная высота водяного радиатора (расстояние между трубными решетками) в м;

- толщина ребра в м;

n_P – число ребер в радиаторе в шт;

b₁ – наружная ширина трубки в м;

2Н – шаг ребер в м;

n_Т - наибольшее число трубок в одном ряду радиатора в шт.

Принимая, в рекомендованных пределах, весовую скорость воздуха в узком сечении радиатора U_вз определяют расход воздуха через радиатор

. (4.13)

По имеющимся в литературе [1] графическим зависимостям или эмпирическим формулам, определяют, для принятия значений U_ВД и U_ВЗ, величину коэффициента теплопередачи К в ккал/м²час. Если графики или формулы даны для скорости воздуха перед радиатором (а не в узком сечении), то предварительно подсчитывают скорость воздуха перед радиатором

. (4.14)

Задаются произвольным значением температуры охлаждаемой жидкости (воды) на выходе из радиатора t_ВД^// и подсчитывают количество тепла, теряемого водой в радиаторе

, (4.15)

где С_{Р ВД} – весовая теплоемкость воды при постоянном давлении и температуре , определяемая по графику рисунок 4.2;

– температура воды на входе в радиатор в ^оС.

Определяют температуру воздуха на выходе из радиатора

, (4.16)

где – температура воздуха на входе в радиатор в ^оС;

С_{Р ВЗ} – весовая темоемкость воздуха при постоянном давлении и температуре определяемая по рисунок 4.3.

По формуле (4.5), при , подсчитывают среднелога-рифмический температурный напор

По формуле (4.1) подсчитывают количество тепла Q_P передаваемого в радиаторе от воды к воздуху

Если количество тепла определенное по формуле (4.1) совпадает с величиной Q_PВ определенной по формуле (4.17), то температура выбрана правильно и количество тепла Q_P = Q_PВ характеризует действительную теплорассеивающую способность радиатора.

В противном случае, т.е. когда Q_P Q_PВ, необходимо расчет, начиная с пункта 4.2.6 повторить, задавшись иным значением , Так поступают до получения равенства Q_P и Q_PВ. В случае, когда при построении эмпирических зависимостей для коэффициента теплопередачи, последний относился к среднеарифметическому температурному напору, а перепады температур воды и воздуха в радиаторе не велики, расчет существенно упрощается и сразу после пункта 4.2.5 можно определить количество тепла рассеиваемое радиатором по формуле

, (4.17)

где F_B – расчетная поверхность радиатора в м² (обычно поверхность омываемая воздухом), подсчитываемая по его геометрическим параметрам.

Если все водяные радиаторы холодильника работают в одинаковых режимных условиях, то число радиаторов необходимых для рассеивания Q ккал/час тепла

шт. (4.18)

Величина Q определяется по ранее изложенным рекомендациям в зависимости от принятой схемы системы охлаждения тепловоза.

В случае, когда не все водяные радиаторы работают в одинаковых режимных условиях (расположение в два ряда, различные температуры или скорости воды и воздуха), расчет ведется раздельно для групп работающих в одинаковых режимных условиях, а для определения числа радиаторов в каждой группе привлекаются дополнительные условия (количество тепла которое нужно рассеять в рассчитываемой группе, соотношение поверхностей охлаждения между группами и т.д.). В первую очередь рассчитываются группы радиаторов, рабочие режимы которых не определяются работой других групп (первый ряд, например, при двухрядном расположении).

При отсутствии данных, позволяющих для выбранного радиатора, определить сразу (по U_ВД U_ВЗ) величину коэффициента теплопередачи, а также при расчетах радиаторов геометрически нетождественных тем, но основании опытов с которыми получены зависимости для определения К_В для определения К_В используют безразмерные (критериальные) зависимости, позволяющие определить коэффициенты теплоотдачи. Расчет получается более громоздким, но распространяется на более широкий круг конструктивных разновидностей радиаторов.

Один из возможных вариантов расчета водяных радиаторов, при использовании критериальных зависимостей для определения коэффициентов теплоотдачи, приводится ниже.

Так как в изложенном ниже расчете водяного радиатора используются зависимости для определения коэффициентов теплоотдачи полученные на одиночных трубках, то приходится прибегать к методике порядного расчета, заключающейся в том, что каждый ряд трубок радиатора рассчитывается как самостоятельный радиатор, а затем теплорассеивающие способности отдельных рядов суммируются.

4.3 Расчет первого ряда трубок водяного радиатора

Живое сечение первого ряда трубок водяного радиатора

м² , (4.19)

где — число трубок в первом ряду радиатора.

При выбранной расчетной скорости U_M определяют рас­ход воды через первый ряд трубок радиатора

. (4.20)

Характеристики

Список файлов ВКР