Тепловой расчет. Определение объема бака, площади теплообменного аппарата, производительности вентилятора и времени достижения установившейся температуры

2 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

Цели: Определение объема бака, площади теплообменного аппарата, производительности вентилятора и времени достижения установившейся температуры.

Условия: Машина в предремонтном состоянии (КПД гидропередачи вследствие износа понижен на 20% по сравнению с КПД гидропередачи новой машины), период эксплуатации – летний (МГ летнее), желаемая установившаяся температура МГ максимальная (температура воздуха +30 ⁰С).

2.1 Исходные данные

ºC – температура воздуха;

ºC – установившаяся температура жидкости;

 Вт/(м²·ºС) – коэффициент теплопередачи бака и др. элементов;

 Вт/(м²·ºС) – коэффициент теплопередачи теплообменника;

 Дж/(кг·ºС) – удельная теплоемкость жидкости МГ–46В[1];

 кг/м³ – плотность жидкости МГ–46В при T=+20 ºС.

2.2 Потери мощности

Средняя за цикл потеря мощности , Вт[1]:

,                                                  (2.1)

где – мощность на валу насоса, Вт ();  – полный КПД гидропередачи; – продолжительность работы РО в цикле;  – продолжительность цикла.

2.3 Определение параметров бака

Объем бака  выбран из условия успокоения жидкости, м³[1]:

                                                       (2.2)

где – расход насоса, м³/с.

Площадь бака , м²:

                                                        (2.3)

Площадь других элементов , м²:

                                                           (2.4)

2.4 Определение параметров теплообменного аппарата

Площадь теплообменника  вычислена из условия получения желаемой установившейся температуры МГ:

                                     (2.5)

2.5 Определение параметров вентилятора

Производительность вентилятора  определена из условия равенства мощности теплового потока, отдаваемой маслом и получаемой воздухом[1]:

                              (2.6)

где = 1010 Дж/(кг· ºС) – удельная теплоемкость воздуха; =1,2 кг/м³ – плотность воздуха.

Величина  вычислена из условия рассеивания теплообменником  приходящейся на его долю мощности теплового потока :

                 (2.7)

Температура воздуха на выходе теплообменника принята равной:

                                                (2.8)

2.6 Определение времени достижения установившейся температуры

Время достижения установившейся температуры [1]:

где   – постоянная времени нагревания.

Величина [1]:

где  – сумма произведений теплоемкости  на массу  элементов системы ;  сумма произведений коэффициента теплопередачи  на площадь  теплоотдающих поверхностей элементов гидропередачи.