Машиностроение \ Конструкция и динамика тепловозов

Расчет вспомогательного оборудования проектного тепловоза, страница 3

По полученным среднем значениям температур необходимо определить расчетные значения теплофизических параметров воды и масла:

Расчет коэффициента теплопередачи ВМТ (тепловой расчет ВМТ)

коэффициент теплопередачи

Число Рейнольдса для воды характеризующий режим течения воды

где - внутренний диаметр трубки в метрах

- коэффициент кинематической вязкости воды

- скорость течения воды в трубках

значение задаем по опыту проектирования:

гладких

оребренных принимаю

Число Прандтля для воды

- характеризует теплофизическое состояние воды

Число Нуссельта для воды характеризует интенсивность теплоотдачи (безразмерный коэффициент теплоотдачи)

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к воде

Число Рейнольдса для масла

где - определяющий размер в метрах

- скорость течения масла

значения задаем по опыту проектирования теплообменников

принимаю

Для ВМТ с оребренными трубками в качестве определяющего размера принимают условный диаметр трубки с оребренной стороны

Число Прандтля для масла

Температура стенки водяной трубки

Число Прандтля для масла при температуре стенки трубки

Число Нуссельта для масла

Конвективный коэффициент теплоотдачи от масла к стенки трубки

Расчет температуры стенки водяной трубки

Должно выполняться условие

Приведенный коэффициент теплопередачи от масла к стенки оребренной трубки для теплообменника с оребренными трубками.

Число Био для ребра

- средняя толщина ребра в метрах

- коэффициент теплопроводности меди

Параметры ребра

Коэффициент эффективности винтового ребра

Приведенный коэффициент теплоотдачи

Коэффициент теплопередачи ВМТ

Расчет технических параметров ВМТ (гидравлический расчет ВМТ)

Теплопередающая поверхность ВМТ со стороны масла

- расчетный температурный напор между теплоносителями

Число трубок, требуемое для пропуска воды с заданной скоростью

- требуемое живое сечение трубок для прохода воды

Общее число трубок ВМТ

- число ходов воды в ВМТ

Диаметр трубного пучка

- коэффициент заполнения трубной доски принимаем

Ориентировочная длина трубок между трубными досками

Выбор сочетания основных параметров ВМТ

Таблица 2.4.1

	,м	,м
89	0,293	3,71	0,079
178	0,414	1,86	0,223
267	0,507	1,24	0,409

Живое сечение, между трубками требуемое для пропуска масла с заданной скоростью

Площадь сегмента перегородки

а) требуемая для пропуска масла в межтрубном пространстве над перегородкой

б)

- центральный угол сегмента принимаем

Высота сегмента перегородки

Ширина условного среднего сечения для прохода масла между перегородками

Расстояние между перегородками

Число ходов масла

Окончательная длина трубок ВМТ

- толщина перегородки принимаем

Оценка мощности масляного насоса

Число рядов трубок перпендикулярные потоку масла

Коэффициент гидравлического сопротивления ВМТ проходу масла

- гидравлический диаметр сечения для прохода масла между оребренными трубками

- эмпирический коэффициент при

Гидравлическое сопротивление прохода масла

Мощность масляного насоса, требуемая для прокачки масла через ВМТ

- кпд масляного насоса, для насосов шестеренчатого типа кпд принимаем

Расчетная мощность масляного насоса

- количество последовательных теплообменников обслуживаемых масляным насосом

2.5 Оценка основных параметров системы охлаждения тяговых электрических машин.

Выбор схемы системы охлаждения.

Схему выбираем такую же, как на прототипе – централизованная.

Условия работы системы охлаждения тяговых электрических машин.

Температура воздуха на входе в электрическую машину

Перепад температуры воздуха в пределах электрической машины

Для ТСГ: принимаем

ТЭД: принимаем

ВУ: принимаем

Средняя температура воздуха в пределах электрической машины

Для ТСГ:

ТЭД:

ВУ:

Плотность и теплоемкость воздуха при температурах

Для ТСГ:

Для ТЭД:

Для ВУ:

Требуемый расход охлаждающегося воздуха, определяемый из уравнения теплового баланса

Для ТСГ:

Для ТЭД:

Для ВУ:

где - мощность на выходе выпрямительной установки

принимаем

Требуемый напор (давление) охлаждающего воздуха на входе в электрическую машину

Для ВУ:

Для тяговых электрических машин

где , - избыточное статическое давление воздуха перед ротором электрической машины задаваемой заводом изготовителем, Па

- динамический напор воздуха на выходе из электрической машины

Таблица 2.5.1

Серия ТЭД	ЭД-120	ЭД-108	ЭД-118	ЭД-121	ЭД-125		ЭД-126			ЭД-127
Серия тепловоза	ТЭМ7	ТЭП60	2ТЭ10В 2ТЭ116	ТЭП70	2ТЭ116 2ТЭ109		2ТЭ121 ТЭ136			ТЭП75
Развиваемая мощность, кВт	136	305	305	413	305	410	410		610	590
	1570	1180	1570	1374	1570	1670	1800		2700	2500
Серия ТГ	ГП-312	ГП-311	ГС-515	ГС-501		А-714		А-716
Серия тепловоза	М62	2ТЭ10В ТЭП60	ТЭМ7	2ТЭ116	ТЭП70	2ТЭ121		ТЭ136 (ТЭП75)
	500	981	1200	1372	1700	1700		2650