Тепловая защита гидропередачи

3. Тепловая защита гидропередачи

3.1 Цели и условия расчета

Цели расчета – определение объема бакаV_б, площади теплообменного аппарата A_т, производительности вентилятора Q_в и времени достижения установившейся температуры t_уст.

Условия расчета – машина в предремонтном состоянии, КПД гидропередачи понижен на 20 %, период эксплуатации летний, температура воздуха Т_в = 25.

3.2 Параметры тепловой защиты

Для машины циклического действия средние за цикл суммарные потери мощности P_п, кВт []:

P_п = k_в(∑k_дP_вх(1 – η_гп)t_рi) / t_ц,                                          (1)

где k_в = 0,9 – коэффициент использования машины по времени в течение смены, k_д = 0,8 – коэффициент использования гидропередачи по давлению и мощности; t_рi – время работы машины в цикле; t_ц = 11 с – время цикла, η_гп = 0,8η_нη_н-гд-бη_гц = 0,6 – КПД гидропередачи в предремонтном состоянии. Тогда:

P_п = 0,9(0,8 · 155(1 – 0,66) · 5) / 11 + 0,9(0,2 · 155(1 – 0,66) · 3) / 11 = 19,8 кВт.

Параметры воздуха приняты: Т_в = 20 - температура; ρ_в = 1,2 кг/м³ – плотность; с_в = 1010 Дж/(кг · ) – удельная теплоемкость.

Параметры масла приняты из соображений получения оптимальной вязкости: Т_ж = 50 - температура МГ; ρ_ж = 890 кг/м³ – плотность МГ; с_ж = 2000 Дж/(кг · ) – удельная теплоемкость МГ.

Объем бака V_б принят равным объему МГ, перекачиваемому насосом за 120 секунд работы гидропередачи []:

V_б = 120Q_н ,                                                (2)

V_б = 120 · 4,41 · 10^-3 = 530 · 10^-3 м³ = 530 л.

Объем МГ во всей системе принят равным 1,5 V_б = 795 литров.

Расчетная площадь теплоотдающих поверхностей бака А_б, м² []:

А_б = 6,6 ,                                                       (3)

А_б = 6,6 · 0,53^0,66 = 4,32 м².

Принято, что теплообменный аппарат рассеивает 90 % мощности, отдаваемой маслом и получаемой воздухом. Тогда его площадь А_т, м², вычислена из условия получения желаемой установившейся температуры МГ:

А_т = [0,95Р_п / 1,1k_т(T_у – T_в)],                                ()

где ε = 2 – коэффициент, учитывающий площади других элементов; k_б = 10 Вт / (м² · ) – коэффициент теплопередачи бака; k_т = 30 Вт / (м² · ) - коэффициент теплопередачи теплообменника:

А_т = [0,95 · 19800/ 1,1 · 30 · (50 – 20)] = 19 м².

Производительность вентилятора Q_в, м³ / с, определена из равенства мощности теплового потока, отдаваемой МГ и получаемой воздухом:

Q_в = 0,9Р_п / [с_вρ_в( – Т_в)],                                 ()

где  = 35  - температура воздуха на выходе теплообменника:

Q_в = 0,9 · 19800 / [1010 · 1,2 · (35 – 20)] = 0,98 м³/с.