Расчет вспомогательного оборудования проектного тепловоза, страница 2

Число секций радиатора в контуре системы охлаждения

 

 

 

 

 Компоновка секций радиатора и определение фактической массовой скорости воды в трубках.

При параллельном соединении секций.

         

Должны выполняться два условия:

1)     

2)

При параллельно-последовательном соединении секций.

         

Должны выполняться два условия:

1)     

2)

Рис 2.2.2 Параллельно-последовательное соединение секций радиатора            I блока 2 контура

Температура теплоносителей на выходе из радиатора.

Вода:     

Воздух: 

Мощность водяного насоса.

 

 

 

2.3 Обоснование технических требований и выбор конструктивных параметров вентиляторов охлаждающего устройства.

Исходные данные:

Тип привода для первого блока: электрический АМВ-75

а) Рабочая (номинальная частота вращения вентилятора)

 

б) Предельная мощность вентилятора

 

в) Предельный диаметр по условию прочности лопастей

 

где - предельная окружная скорость лопастей по условию прочности

 

Таблица 2.3.1

Тип привода Параметр	ГС	электрический
		АМВ-37	АМВ-75
n, об/мин	1330	1960	1160
[Nпр], кВт	60 (70)	37	75

Компоновка охлаждающего устройства тепловоза

Для случая, когда секции первого и второго контура размещены в одной шахте, необоримо определить:

Длину шахты

 

где  - число секций в первом и втором контуре.

        - ширина секции в миллиметрах.

      

 

Число вентиляторов в шахте задаем: два вентилятора

Рис 2.3.1 Основные размеры шахты холодильника I блока

Число секций, обслуживаемых одним вентилятором.

Ширина шахты с одной стороны тепловоза обслуживаемая одним вентилятором   

Задаем серию вентилятора и безразмерные характеристики.

Вентиляторная установка УК-2М 

Требуемая производительность вентилятора

 

где - коэффициент, учитывающий подсос воздуха на вентиляторном колесе

  принимаем

 -  плотность воздуха на вентиляторном колесе.

 

где  - температура на входе в вентиляторное колесо.

  

                

        

 

   

 

 

 

 

Требуемый напор вентиляторной установки.

а) Потеря давления воздуха в боковых жалюзи

 

где - фронтальная поверхность секции радиатора

 

где  - ширина трубок

     - рабочая длина трубок 

     - коэффициент аэродинамических сопротивлений боковых жалюзи.

     

 

б) Потери давления воздуха в водовоздушном радиаторе.

 

- число Эйлера для потока воздуха.

Для секций типа ВС

   при 

  при 

где  - температурный фактор

 

в) Потери давления воздуха в шахте охлаждающего устройства.

 

где  - коэффициент, зависящий от конструкции шахты

 - для охлаждающего устройства арочного типа

 - для охлаждающего устройства 2ТЭ116

 - для крышевых охлаждающих устройств, всасывающего типа

- коэффициент аэродинамического сопротивления

 - скорость воздуха в сечении ометаемом лопастями вентилятора

 

где - площадь сечения ометаемого лопастями вентилятора

  

- Относительный диаметр втулки вентилятора для серии УК-2М

- степень поджатия потока воздуха при проходе от радиатора к вентилятору.

Примечание: Если диаметр вентилятора не задан, то в формуле  и  можно подставить ориентировочный диаметр, заданный по тепловозу прототипу (если D₀>A), то

 

 

г) Динамический напор воздуха на выходе из радиатора.

 

д) Расчетный напор вентиляторной установки.

 

 

Е)Ориентировочная мощность вентилятора

Выбор конструктивных параметров вентилятора

Расчет кривой геометрически подобных вентиляторов, отвечающих заданным техническим параметрам.

Для вентиляторов с заданной быстроходностью (при гидростатическом и электрическом приводе переменного тока)

- показатель быстроходности.

Координаты точек кривой для вентиляторов равной быстроходности.

Таблица 2.3.2

φв	0,04	0,08	0,12	0,16	0,20	0,24	0,28	0,30
ψв	0,054	0,086	0,113	0,136	0,158	0,179	0,198	0,208

Для I блока с электрическим приводом АМВ-75

                     

                       

Определение возможности сочетаний конструктивных параметров вентилятора, отвечающего заданным техническим требованиям.

Для вентилятора с заданной быстроходностью

                      

                   

Таблица 2.3.3

№ п/п	θл	φ	ηв΄	D, м
1	10º	0,093	0,6	2,08
2	15º	0,12	0,62	1,91
3	20º	0,154	0,63	1,76	opt
4	25º	0,188	0,61	1,65
5	30º	0,219	0,58	1,65

 

Мощность вентилятора

 

Проверка:         1,76<1,977           49<75

                               1,76<1,925

Второй вариант:

                      

                   

Таблица 2.3.4

№ п/п	θл	φ	ηв΄	D, м
1	10º	0,091	0,56	2,095
2	15º	0,138	0,59	1,82	opt
3	20º	0,169	0,6	1,7
4	25º	0,204	0,59	1,6
5	30º	0,232	0,58	1,53

 

Мощность вентилятора

 

Проверка:         1,82<1,977           52,9<75

                               1,82<1,925

                    Принимаем :

Два вентилятора            м:              :                   

Рис 2.3.2 Аэродинамические характеристики вентиляторной установки УК-2М

2.4 Тепловой и гидравлический расчет ВМТ.

Исходные данные:

а) Температура воды на входе в теплообменник    (задаем как  для второго контура)

б) Температура масла на входе в теплообменник

Задать:      

Проверка:         

в) Допустимый перепад температуры масла во внутренней масляной системе дизеля:  принимаем

Геометрические характеристики водяных трубок:

Рис 2.4.1 ВМТ с оребренными трубками

    внутренний диаметр;

   наружный (несущий) диаметр;

  рабочий диаметр;

 толщина основания ребра;

 толщина вершины ребра;

       шаг оребрения;

Боковая площадь одного витка винтового ребра

Торцевая площадь одного витка

Площадь межреберного промежутка, приходящаяся на шаг оребрения

Полная площадь внешней поверхности трубки приходящаяся на шаг оребрения

Площадь внутренней поверхности трубки приходящаяся на шаг оребрения

Коэффициент оребрения

Условия работы ВМТ

Расчетная подача масляного насоса

Температура масла на выходе из ВМТ

Температура воды на выходе из ВМТ

Средние температуры теплоносителей в ВМТ