Выбор основных параметров, расчёт и конструирование тепловозов

По справочным данным, на основании принятых величин температур, определяем физические параметры теплоносителей:

– для воздуха при температуре ºС коэффициент динамической вязкости Па·с, коэффициент теплопроводности , Вт/м·К, удельная теплоемкость Дж/кг·К;

– для воды при температуре ºС плотность кг/м3, коэффициент динамической вязкости Па·с, удельная теплоемкость Дж/кг·К, коэффициент теплопроводности , Вт/м·К, коэффициент кинематической вязкости м2/с. Для монтажа холодильника принимаются стандартные секции с длиной активной части 1206 мм. Параметры охлаждающих секций радиаторов (Табл. 3.1.).

3.2.1. Определяем ориентировочное число секций первого контура охлаждения, задавшись величиной Vвд.

,

где – массовая скорость воды в трубках секции. Принимается в пределах 900…1500 кг/м2·с. В нашем случае принимаем кг/м2·с.

Массовая скорость воздуха между пластинами оребрения секции находится в пределах 8…14 кг/м2·с. Принимаем в дальнейших расчетах кг/м2·с. Тогда

секций.

3.2.2. Определяем число секций радиаторов, исходя из теплорассеивающей способности

,

где – теплорассеивающая способность секций радиатора при заданных условиях теплообмена, Вт.

где – теплорассеивающая способность секций радиатора при заданных условиях теплообмена, Вт.

, Вт

В этом выражении неизвестной является величина k – коэффициент теплопередачи секции радиатора

, Вт/м2·К,

где Кi – критерий Кирпичева.

3.2.3. Определяем числа Рейнольдса для воды и воздуха при выбранных расчетных температурах. Число Рейнольдса характеризует режим течения жидкости или газа

Находим число Рейнольдса для воды при ºС

,

где dГвд – гидравлический диаметр трубки. м.

Находим число Рейнольдса для воздуха при температуре ºС

,

где dГвз – гидравлический диаметр воздушной стороны секции, м. м.

3.2.4. Определяем величину температурного фактора

,

где T’вд – абсолютная температура воды на входе в секцию, К.

К. -абсолютная температура воздуха на входе в секцию К.

3.2.5. Для полученного ранее значения числа Рейнольдса , рассчитываем критерий Кирпичева

.

3.2.6. Находим величину теоретического коэффициента теплопередачи

.

3.2.7. Определение необходимого количества секций

Используя уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи, находим необходимое количество секций.

С учетом запаса на загрязнение стенок трубок радиаторов принимаем количество секций равным 12 шт.

3.2.8. Определяем температуру воды на выходе из секций радиаторов

.

3.2.9. Определяем температуру воздуха на выходе из секций радиаторов

.

3.2.10. Гидравлическое сопротивление движению воды через водовоздушные секции радиаторов

.

Для всего контура охлаждения воды дизеля гидравлическое сопротивление движению воды необходимо увеличить в 2,5 раза:

3.2.11. Определение необходимой мощности на привод водяного насоса

Предварительное значение расхода мощности:

.

где – расчетный КПД водяного насоса.

Принимаем , тогда:

.

С учетом ответственности выполняемой функции и обеспечения бесперебойной циркуляции воды в контуре охлаждения, предварительно рассчитанную величину необходимой мощности увеличиваем в 2…3 раза. Если принять двухкратный запас мощности, то для привода водяного насоса необходим двигатель мощностью 8 кВт.

3.3. Расчет числа секций радиатора второго контура охлаждения масла и надувочного воздуха

Исходные данные для дизеля 1А-5Д49:

– производительность водяного насоса;

– температура воды на входе в секции радиатора;

Тепловыделение в масло и надувочный воздух соответственно равны (Табл. 2.1.): , .

 Скачать реферат