Быстрый поиск

Курсовая работа: Выбор основных параметров, расчет и конструирование тепловозов

Расчёт физических параметров теплоносителей (вода, масло, надувочный воздух) рассчитываются по формуле исходя из данных таблицы 2 при данной температуре:

Коэффициент динамической вязкости определятся по формуле:

Таблица 2

	Плотность	Теплоёмкость	Теплопроводность	Кинематическая вязкость
Сухой воздух
а0		1004,8	0,02442	13,28
а1		0	0	0,000102
а2		0	0,0000768	0,0883
Дизельное масло М14В
а0	919,64	1754,7	0,1291	214,7
а1	0	0	0	0,0183
а2	-0,6214	3,768	-0,00007	-3,85
Вода
а0	1019,66	4118,6	0,5611	1,032
а1	0	0	-0,00001	0,000048
а2	-0,606	1,0048	0,00221	-0,012

При физические параметры равны следующим величинам:

-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.

Определяем подачу водяного насоса:

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.

, 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.):

, .

Для проектируемого дизеля принимаем:

;

- температура охлаждающего воздуха на входе в секции радиатора.

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.