Разработка основных узлов тепловоза м62к. Разработка электрической схемы отопления вагонов дизель-поезда. Расчет потребной электрической энергии для отопления вагона дизель-поезда, страница 9

Водяной контур охлаждения надувочного воздуха и маслаНаружный контур охлаждения

Охлаждающая жидкость по трубе 7, через радиатор холодного контура 23 поступает во всасывающую полость водяного насоса 15 наружного контура, который подает ее в охладитель наддувочного воздуха 10, охладитель водомасляный 8 и радиатор наружного контура 23.

Водяной контур охлаждения дизеляВнутренний контур охлаждения

Охлаждающая жидкость из радиатора внутреннего контура 21 поступает во всасывающую полость водяного насоса 16 внутреннего контура. Водяным насосом 18 охлаждающая жидкость по трубам 16 подается в коллекторы, расположенные по рядам, далее по каналам поступает на охлаждение втулок цилиндров, крышек цилиндров, выпускных коллекторов, после чего по трубам 19 поступает на охлаждение турбокомпрессора, откуда отводится в радиатор 21 внутреннего контура.

2.3.2 Расчет водяного контура охлаждения дизеля

 

Расчет ведем по методике [23].

Количество тепла, вводимого в дизель с топливом,

 

,                                                (25)

 

.

 

Теплоотвод в воду, охлаждающую дизель,

 

,                                                   (26)

 

где q_в – отвод теплоты с водой, q_в = 13,6 % [17].

 

 

Массовая скорость воздуха u_в в водяных секциях равна 6…10 кг/(м² с); принимаем u_в = 8 кг/(м² с) [23]. Тогда К_в = 52,3 Вт/(м² К) = 0,0523 кВт/(м² К).

Расход воды через секции

 

,                                               (27)

 

где V_в – линейная скорость течения воды в секциях, принимаем V_в = 1 м/с [23];

 – площадь живого сечения для прохода жидкости в водяных секциях, = 0,00132 м² [23];

 – плотность воды кг/м³;

z_в – количество водяных секций, шт.

 

кг/с.

 

Расход воздуха через водяные секции,

 

,                                                 (28)

 

где  – площадь живого сечения для прохода воздуха в водяных секциях, = 0,149 м² [23].

 кг/с.

 

Для определения z_в составляем систему уравнений

 

                                     (29)

 

где с_в – удельная теплоемкость воды, с_в = 4,19 кДж/(кг К) [23];

 – максимальная температура охлаждающей воды перед секциями,  = 96 [23];

 – максимальная температура охлаждающей воды после секций, ;

с_р – удельная теплоемкость воздуха, с_р = 1 кДж/(кг К) [17];

 – температура воздуха после секций, ;

 – температура наружного воздуха, принимаем  = 40;

 

Подставляя в систему уравнений (29) цифровые значения величин, имеем

 

 

Обозначив y_в =  и решив систему уравнений, получаем:

 

 

 

2.3.3 Расчет водяного контура охлаждения надувочного воздуха и масла

 

Количество тепла отводимого от надувочного воздуха и масла:

 

,                                                  (30)

 

где q_нв – отвод теплоты с водой, q_нв =6,3 % [23].

 

 

,                                                 (31)

 

где q_м – отвод теплоты с водой, q_м = 8,2 % [23].

 

 

Q = Q_нв + Q_в.                                                (32)

 

Q = 208 + 270 = 478 кДж/с.

 

Для определения z_в составляем систему уравнений

 

                                     (33)

 

Подставляя в систему уравнений (33) цифровые значения величин, имеем

 

 

Обозначив y_в =  и выполнив вычисления, получаем:

 

 

Так как при модернизации тепловоза заменяется только дизель, а остальное оборудование остается прежним, то сохраняется количество секций серийного тепловоза. Следовательно принимаем:

холодный контур Z_В = 12 штук;

горячий контур Z_ВВМ = 18 штук.