Установки с ДВС. Выбор типа двигателя., страница 5

, где  - температура воды перед радиатором, К;  - температурный перепад воды в радиаторе;

Поверхность охлаждения радиатора:

, где К=100 – коэффициент теплопередачи для радиаторов, Вт/(м²К)

6.2. Расчет водяного насоса

Жидкостный насос служит для обеспечения непрерывной циркуляции жидкости в системе охлаждения. Наибольшее применение получили центробежные насосы с односторонним подводом жидкости.

Итак, по данным теплового баланса количество теплоты, отводимого от двигателя жидкостью средняя теплоёмкость жидкости  средняя плотность жидкости:Напор, создаваемый насосом, принимается , частота вращения насоса

Циркуляционный расход жидкости в системе охлаждения:

 где  - температурный перепад жидкости при принудительной циркуляции, К.

Расчётная производительность насоса:

где  - коэффициент подачи насоса.

Радиус входного отверстия крыльчатки

 где с₁=1,7 – скорость жидкости на входе в насос, м/с; r₀=0,02 – радиус ступицы крыльчатки, м.

Окружная скорость потока жидкости на выходе из колеса:

Где

Радиус крыльчатки колеса на выходе:

Окружная скорость входа потока:

Угол между скоростями с₁ и u₁ принимается  при этом

 откуда 16,33

Ширина лопатки на входе:

где z=6 – число лопаток на крыльчатке насоса;  - толщина лопаток у входа, м.

Радиальная скорость потока на выходе из колеса:

Ширина лопатки на выходе:

 где  - толщина лопаток на выходе, м.

Мощность, потребляемая жидкостным насосом:

 где  - механический КПД жидкостного насоса.

  6.3. Расчет вентилятора

Вентилятор служит для создания направленного воздушного потока, обеспечивающего отвод теплоты от радиатора. Целью расчёта является определение мощности, потребляемой вентилятором и его основных размеров, а также частоты вращения.

Итак, по данным расчёта жидкостного радиатора дизеля массовый расход воздуха, подаваемый вентилятором: , а его средняя температура: напор, создаваемый вентилятором:

Плотность воздуха при средней его температуре в радиаторе:

Производительность вентилятора:

Фронтовая поверхность радиатора

, где  - скорость воздуха перед фронтом радиатора м/с.

Соответственно диаметр и окружная скорость вентилятора:

, где - безразмерный коэффициент для плоских лопаток.

Частота вращения вентилятора с раздельным приводом:

Мощность, затрачиваемая на привод осевого вентилятора:

, где   - КПД литого вентилятора.

7.  Расчёт системы КУТ

Итак, мощность теплоты генерируемое  двигателем:

 

Количество теплоты которое надо сбросить в теплообменник:

Массовый расход газа через охладитель определим по формуле:

m=N_e·10=10·800=8000 кг/ч

Температура газа при входе в охладитель:

Температуры газа на выходе из охладителя:

,

Температура воды до теплообменника ;

Предположим что расход воды из бойлера 2000 кг на 10 часов;

Температура воды после теплообменника;

Необходимую площадь поверхность теплообмена определяется по формуле:

A=Q/(k·ΔT_cp)

где  – коэффициент теплопередачи; – среднелогарифмический температурный напор, который определяется по формуле:

, где  и - большая и меньшая из  и .

Подставим числовые значения:

.

Найдем площадь поверхности теплообмена:

Расчет диаметра трубопровода топливной системы.

Расход топлива  по данным прототипа:

Переведем в л/с:

Найдем диаметр трубопровода:

, где  - скорость течения в трубопроводе для данной установки

Далее выбераем диаметр из стандартного ряда, округляя в большую сторону.

Принимаем  мм

Список литературы:

1.  Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. – М.:      Высшая школа. 1980.– 400 с.

2.  Алексеев В.А. Расчет автомобильных двигателей. – М.: МАДИ. 1996. – 40 с.

3.  Архангельский В.М. и др. Автомобильные двигатели. – М.: Машиностроение. 1977. –591 с.

4.  Дьяченко Н.Х.  и др. Теория двигателей внутреннего сгорания. – Л.:  Машиностроение.        1974. –551 с.

5.  Ливенцев Ф.Л. Силовые установки с двигателями внутреннего сгорания – Л.:  Машиностроение. 1969. –320 с.

6.  Под общей редакцией В.А. Ваншейдта, Н. И. Иванченко, Л. К. Коллерова. ДИЗЕЛИ. Справочник. – Л., «Машиностроение» 1977.