Установки с ДВС. Выбор типа двигателя., страница 4

Q_ост – неучтённые потери теплоты;

 - низшая теплота сгорания топлива:

g_e=0.189.45 кг/кВтч – удельный эффективный расход топлива (выбран по прототипу двигателя).

Зная g_e, найдём эффективный кпд двигателя:

Итак, общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом:

Уравнение внешнего теплового баланса в теории ДВС:

;

; где - коэффициент использования теплоты (задан).

η_cool – часть теплоты, отводящаяся от двигателя с охлаждающей жидкостью;

η_н – часть теплоты, отводящаяся с отработавшими газами;

;

;

Известно

Найдём коэффициент а:

Таким образом теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя за 1с:

теплота, передаваемая окружающей среде:

теплота, потерянная с отработавшими газами:

теплота

Данные расчёта представлены в таблице:

Составляющие теплового баланса	Q, Дж/с	Q, %
теплота, эквивалентная эффективной работе, Qe	8.67	44
теплота, передаваемая окружающей среде, QВ	3.55	18
теплота, потерянная с отработавшими газами, Qг	7.49	38
Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом, Q0	19.7	100

6. Расчёт системы охлаждения. Подбор оборудования.

Охлаждение двигателя применяется в целях принудительного отвода теплоты от нагретых деталей для обеспечения оптимального теплового состояния двигателя и его нормальной работы. Большая часть отводимой теплоты воспринимается системой охлаждения, меньшая – системой смазки и непосредственно окружающей средой. В качестве жидкого охлаждающего вещества используют воду и некоторые другие высококипящие жидкости. К преимуществам жидкостного охлаждения следует отнести:

а) более эффективный отвод теплоты от нагретых деталей двигателя при любой тепловой нагрузке;

б) быстрый и равномерный прогрев двигателя при пуске;

в) допустимость применения блочных конструкций цилиндров двигателя;

г) более стабильное тепловое состояние двигателя при изменении режима его работы;

меньшие затраты мощности на охлаждение и возможность использования тепловой энергии, отводимой в систему охлаждения;

Недостатки системы жидкостного охлаждения:

а) большие затраты на обслуживание и ремонт в эксплуатации;

б) пониженная надёжность работы двигателя при отрицательных температурах окружающей среды и большая чувствительность к её изменению;

Систему жидкостного охлаждения наиболее целесообразно использовать в форсированных двигателях и в двигателях с относительно большим рабочим объёмом цилиндра.

Расчёт основных конструктивных элементов системы охлаждения производится исходя из количества теплоты, отводимой от двигателя в единицу времени.

На теплоту, отводимую охлаждающей жидкостью, оказывают влияние многие эксплуатационные и конструктивные факторы. С увеличение частоты вращения двигателя и температуры охлаждающей жидкости, а также коэффициента избытка воздуха величина отводимой теплоты уменьшается, а с увеличением размеров охлаждающей поверхности и отношения хода поршня к диаметру цилиндра возрастает.

Расчёт системы жидкостного охлаждения сводится к определению основных размеров жидкостного насоса, поверхности радиатора и подбору вентилятора.

6.1. Расчет водяного радиатора

Радиатор представляет собой теплообменный аппарат для воздушного охлаждения жидкости, поступающей от нагретых деталей двигателя.

Расчёт радиатора состоит в определении поверхности охлаждения, необходимой для передачи теплоты от жидкости к окружающему воздуху.

Итак, по данным теплового баланса количество теплоты, отводимой от двигателя и передаваемого от жидкости к охлаждающему воздуху: средняя теплоёмкость воздуха: средняя плотность жидкости: объёмный расход жидкости, проходящий через радиатор:

Количество воздуха, проходящего через радиатор:

, где  - температурный перепад воздуха в решётке радиатора, К.

Массовый расход жидкости, проходящей через радиатор:

Средняя температура охлаждающего воздуха, проходящего через радиатор:

Средняя температура жидкости в радиаторе: