Расчет охлаждающего устройства модернизированного тепловоза. Основные данные для расчета охлаждения дизеля 1-ПД4, страница 2

кг/с.                               (3.12)

Составляем система уравнений

                                                              (3.13)

После подстановки численных значений, получаем

Обозначив   и выполнив вычисления, получаем

Решая систему уравнений, получаем

Принимаем 16 секций для охлаждения воды дизеля и 8 секций для охлаждения масла и наддувочного воздуха.

3.3 Расчет вентиляторов холодильной камеры

На тепловозе ЧМЭ3 для охлаждения воды, в шахте холодильной камеры установлены два вентилятора. Один вентилятор - главный, предназначенный для охлаждения основного контура, имеющий привод от вала дизеля через гидро-механический редуктор. Второй - вспомогательный, предназначен для охлаждения вспомогательного контура, приводимый от электродвигателя постоянного тока.

Сопротивление секций холодильника, Н/м

                                                        (3.16)

Н/м².

Сопротивление жалюзи, Н/м²

 

                                                       (3.17)

Н/м².

Сопротивление от сужений, расширений и поворотов воздушного потока в холодильной камере, Н/м²

,                                                      (3.18)

 Н/м².

Динамические потери потока за вентилятором, Н/м²

                                                        (3.19)

Н/м².

Потребный напор вентилятора, Н/м²

                                        (3.20)

Н/м².

Расход воздуха через секции холодильной камеры определяется из выражений (3.4) и (3.11) соответственно

— основного контура

кг/с;

— вспомогательного контура

Удельная масса (плотность) воздуха, кг/м³, перед вентиляторными колесами основного и вспомогательного контуров, соответственно

                                        (3.21)

          

 

Подача вентилятора, м³/с, основного и вспомогательного контуров, соответственно

 ,                                                 (3.22)

— основного контура

;

—  вспомогательного контура

Из графика [6] необходимо определить, что максимальный КПД вентилятора, равный h_max = 0,838 при угле наклона лопаток a = 32°, достигается при В = 0,31; что соответствует Н = 0,095. Отсюда измеритель подачи, м³/с, основного и вспомогательного контуров, соответственно, получится равным

                                                                                                                                                        

Измеритель напора основного и вспомогательного контуров, Н/м²

 

           

Диаметр колес основного и вспомогательного контуров, м, соответственно

 ,                                         (3.25)

 м,

Частота вращения вентиляторных колес основного и вспомогательного контуров , с^-1

  ,                                            (3.26)

 

Мощность, потребляемая главным и вспомогательным вентиляторами холодильника, кВт, соответственно будет

                                                     (3.27)

3.4 Расчет масляного теплообменника

Количество тепла, отводимое в масло, кДж/с

 ,                                                      (3.28)

Температура масла на выходе из масляного теплообменника, ^oС

                                               (3.29)

где B_м – подача масляного насоса дизеля 1-ПД4, м³/ч [11]

Температура воды на выходе из теплообменника, ^oС

                                                  (3.30)

где G_ввм – расход охлаждающей воды через водомасляный теплообменник, кг/с

                                             

Средние температуры воды и масла в теплообменнике, ^oС

                                 

Поверхность теплообмена теплообменника, м²

 ,                                    (3.34)

где К_то = 0,8 кВт/(м²×К) – коэффициент теплопередачи теплообменника

(находим по графической зависимости [6] для принятой скорости масла в теплообменнике);

u_м = 1,4 м/с и скорости воды u_в = 1,5 м/с.

Принимаем диаметр трубок d = 10 мм = 0,01 м.

Тогда полная длина трубок теплообменника, м

                                                         (3.35)

м.

При рабочей длине трубки ℓ = 2,0 м, число трубок теплообменника

Теплообменник дизеля K6S310DR имеет 230 трубок для охлаждения масла, следовательно, его использование полностью обеспечит теплооотвод от масла устанавливаемого дизеля ПД1М.