Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
IIконтур
1. Теплофизические параметры воды при температуре 75 : ; ; ; 2. Расчетная подача водяного насоса во II-м контуре. 3.1 Число Рейнольдса для потока воды: По (66) можно найти: 3.2 Температурный фактор: 3.3 Число Кирпичева. По (69) можно найти: 4. Коэффициент теплопередачи секции радиатора. По (70) можно найти: 5. Число секций радиатора в II контуре системы охлаждения. (77) Окончательно принимаем: секции. 6. Фактическая массовая скорость воды в трубках радиатора. При последовательно-параллельном соединении секций 7. Температура теплоносителей на выходе из радиатора: Вода: Воздух: 8. Мощность привода водяного насоса. По (76) можно определить: Hв=10· Па
3.3 Обоснование технических требований и выбор конструктивных параметров вентиляторов охлаждающего устройства 1 Исходные данные. 1.1 Безразмерные характеристики вентиляторной установки УК-2М. 1.2 Тип привода вентилятора: электрический с асинхронным мотор - вентилятором АМВ-75. 1.3 Частоту вращения вентиляторного колеса принимаем n = 1160 об/мин. 2 Компоновка шахты охлаждающих устройств. 2.1 Длина шахты: 2.2 Число вентиляторов в шахте: 2.3 Число секций обслуживаемых одним вентилятором: 2.4 Длина шахты с одной стороны тепловоза, обслуживаемая одним вентилятором: 3 Расчетная производительность вентилятора: 3.1 Температура воздуха на входе в вентилятор: (86) где - коэффициент, учитывающий подсос воздуха в шахту через неплотности. 3.2 Плотность воздуха на входе в вентиляторное колесо: Тогда по (85) можно найти расчетную производительность вентилятора: 4 Расчетный напор вентиляторной установки. 4.1 Потеря давления воздуха в боковых жалюзи: , Па (88) где – коэффициент аэродинамического сопротивления боковых жалюзи; - фронтальная поверхность одной секции радиатора. 4.2 Потери давления воздуха в секциях радиатора: где число Эйлера для потока воздуха. где температурный фактор.
Тогда по (90) найдем число Эйлера для потока воздуха: Теперь можно определить потери давления воздуха в секциях радиатора по (89): 4.3 Потеря давления воздуха в шахте: Па (92) где - поправочный коэффициент, учитывающий конструкцию ОУ (для арочного ОУ всасывающего типа); - коэффициент аэродинамического сопротивления шахты. где степень поджатия потока воздуха при проходе от радиатора к вентилятору; . где площадь сечения, ометаемая лопастями вентилятора, . Задаем ориентировочно D=1, 7 м. Тогда по (94) можно определить: Скорость воздуха в сечении ометаемом лопастями вентилятора можно определить так: Теперь по (92) и (93) имеем:
4.4 Динамический напор вентилятора: 4.5 Расчетный напор вентиляторной установки: 5 Выбор конструктивных параметров вентилятора. 5.1 Показатель быстроходности:
5.2 Расчет кривой геометрически подобных вентиляторов, отвечающих заданным технологическим требованиям. Для вентиляторов с заданной быстроходностью: (105)
Расчет по (105) целесообразно представить в таблице 3.
Таблица 3 Координаты точек кривой геометрически подобных вентиляторов заданной быстроходности
5.3 Определение возможных сочетаний конструктивных параметров вентилятора. Для этого необходимо совместить кривую геометрически подобных вентиляторов с безразмерными характеристиками вентиляторной установки. Для вентиляторов с заданной быстроходностью: Таблица 4 Возможные сочетания конструктивных параметров вентиляторов
5.4 Выбор сочетаний конструктивных параметров вентилятора: Выбираем θ л=15, η в=0, 59, D=1, 73 м, . 6. Мощность вентилятора на расчетном режиме: Проверка ограничений: D =1, 73 м < A=1, 2 м < Все проверки выполняются. 3.4 Тепловой и гидравлический расчёты водомасляного теплообменника 1) Исходные данные. 1.1 Температура воды на входе в ВМТ ( - задаем по результатам расчета II контура системы охлаждения): 1.2 Температура масла на входе в ВМТ: 1.3 Допустимый перепад температуры масла во внутренней масляной системе дизеля: 1.4 Расчетная производительность водяного насоса: . 1.5 Теплоотвод от масла в воду ВМТ: . 2) Условия работы ВМТ. 2.1 Расчетная подача масляного насоса: где , теплоемкость и плотность масла при соответственно (определяется по универсальному уравнению). ; . Теперь по (103) можно определить: 2.2 Температуры воды и масла в ВМТ: 1. температура масла на выходе из ВМТ: 2. температура воды на выходе из ВМТ: где , теплоемкость и плотность воды при соответственно (определяется по универсальному уравнению). ; Тогда по (105) имеем: 2.3 Средние температуры теплоносителей в пределах ВМТ: - масло -вода 3) Геометрические характеристики трубок ВМТ. Дизель в курсовом проекте типа Д49, поэтому для расчёта ВМТ выбираем оребрённые трубки со следующими параметрами: диаметр трубки по вершинам ребер; наружный диаметр трубки; внутренний диаметр трубки; шаг оребрения; толщина основания ребра; толщина вершины ребра; шаг разбивки трубок по фронту течения масла.
Теперь рассчитаем остальные параметры трубок ВМТ.
Высота ребра: Средняя толщина ребра: Боковая площадь одного витка ребра: (110) Торцевая площадь одного витка винтового ребра: 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 трубки: 4) Расчет коэффициента теплопередачи ВМТ. 1. Теплофизические параметры для масла, при температуре (определяем по универсальному уравнению): ; ; ; . 2. Теплофизические параметры для воды, при температуре : ; ; ; . 3. Число Рейнольдса для потока воды: где скорость воды в трубках. 4. Число Прандтля для потока воды: 5. Число Нуссельта для потока воды: 6. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к воде: 7. Число Рейнольдса для потока масла: где условный диаметр трубки с оребренной стороны; скорость масла между водяными трубками. Условный диаметр трубки с оребренной стороны можно найти так: 8. Число Прандтля для потока масла: 9. Температура стенки трубки: 10. Теплофизические параметры для масла, при температуре =68, 1 ; ; ; . 11. Число Прандтля для потока масла при температуре стенки трубки =68, 1 12.Число Нуссельта для потока масла: где параметр шаговых отношений, учитывающий расположение трубок в трубном пучке; параметр оребрения. Теперь по (125) можно найти: 13. Конвективный коэффициент теплоотдачи от масла к стенке трубки: 14. Расчетная температура стенки водяной трубки:
15. Приведенный коэффициент теплоотдачи от масла к стенке оребрённой трубки. - число Био для ребра: где коэффициент теплопроводности для материала ребра. - параметр ребра: - коэффициент эффективности винтового ребра: - коэффициент расширения ребра к основанию: - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи по поверхности ребра: - приведенный коэффициент теплоотдачи от масла к стенке оребрённой трубки: 16. Коэффициент теплопередачи ВМТ: 5) Расчет технических параметров ВМТ. 1. Теплопередающая поверхность ВМТ со стороны масла: - расчетный температурный напор между теплоносителями, Тогда по (136) можно определить: 2. Живое сечение водяных трубок для прохода воды:
3. Требуемое число водяных трубок для пропуска воды с заданной скоростью: где число ходов воды в ВМТ. 4. Диаметр трубного пучка: где коэффициент заполнения трубной решётки. 5. Ориентировочная длина трубного пучка: 6. Живое сечение между трубками, требуемое для пропуска масла с заданной скоростью: 7. Площадь окна перегородки (сегмента), требуемое для пропуска масла над перегородкой с заданной скоростью:
8. Геометрическая площадь сегмента перегородки: где - центральный угол сегмента (подбирается так, чтобы ). Принимаем угол 9. Высота сегмента перегородки: 10. Ширина условного среднего сечения для прохода масла между перегородками: 11. Расстояние между перегородками, требуемое для пропуска масла в межтрубном пространстве с заданной скоростью: 12. Число ходов масла в ВМТ: 13. Расчётная длина трубного пучка: где - толщина перегородки. 14. Расчётный объём трубного пучка: 6) Порядок расчёта показателей работы теплообменника. 1. Мощность масляного насоса, необходимая для прокачки масла через ВМТ: - число рядов трубок ВМТ, перпендикулярных потоку масла: - коэффициент гидравлического сопротивления ряда трубок проходу масла: где - эмпирический коэффициент; гидравлический диаметр для прохода масла между оребрёнными трубками. где относительный диаметр трубного пучка. Тогда по (152) можно найти: - гидравлическое сопротивление ВМТ проходу масла: - мощность масляного насоса, требуемая для прокачки масла через ВМТ: где η мн=0, 65 – к.п.д. масляного насоса 2. Мощность водяного насоса, необходимая для прокачки воды через ВМТ: - коэффициент гидравлического сопротивления ВМТ проходу воды (по формуле Дарси-Вейсбаха): где λ т – коэффициент потерь напора на трение, возникающее при течении воды в трубках (коэффициент Дарси); ξ мс ≈ 3, 4 – коэффициент потерь напора на местном сопротивлении, вызванном изменением направления движения воды в трубках ВМТ. Значение коэффициента Дарси можно определить так: Тогда по (159) можем найти: - гидравлическое сопротивление ВМТ проходу воды: - мощность водяного насоса, необходимая для прокачки воды через ВМТ: где η вн=0, 75 – КПД водяного насоса. 3. Показатель энергетической эффективности ВМТ. 4. Коэффициент использования объема ВМТ. 3.5 Оценка основных параметров системы охлаждения тяговых электрических машин 1 Выбор системы охлаждения тяговых электрических машин. Полуцентрализованная система. Применяем для ТСГ, ВУ и группы ТЭД передней тележки – централизованную систему охлаждения электрических машин. А для группы ТЭД задней тележки устанавливаем отдельно центробежный вентилятор. 2. Условия работы системы охлаждения тяговых электрических машин. 2.1 Температура воздуха на входе в электрическую машину: Принимаем . 2.2 Перепад температуры воздуха в машине: Тяговый генератор Тяговый электродвигатель м ВУ 2.3 Плотность воздуха в пределах электрической машины: Принимаем 2.4 Теплоемкость воздуха в пределах электрической машины: Принимаем 3. Требуемые расходы воздуха для охлаждения тяговых электрических машин. 3.1 Расход воздуха на охлаждение ТГ: 3.2 Расход воздуха на охлаждение ТЭД: 3.3. Расход воздуха на охлаждение ВУ: 4 Требуемый напор охлаждающего воздуха на входе в электрическую машину. 4.1 Тяговый агрегат серии А-714: где требуемый напор охлаждающего воздуха на входе в генератор; динамический напор воздуха на выходе из электрической машины. 4.2 Для тягового электродвигателя серии ЭДУ-133: где требуемый напор охлаждающего воздуха на входе в ТЭД. 4.3. Для выпрямительной установки: , где - аэродинамическое сопротивление ВУ. 5. Мощность приводов вентиляторов: 1) ЦВС ТА, ВУ и группы ТЭД передней тележки. , где =(1, 05-1, 1)=1, 1- коэффициент запаса по расходу воздуха; =(1–1, 05)=1, 03 - коэффициент запаса по напору воздуха; =(1150-1500)=1250 Па - аэродинамическое сопротивление воздуховодов и фильтров; =(0, 87-0, 9)=0, 89 - КПД осевого вентилятора. 2)Центробежный вентилятор для группы ТЭД задней тележки. где число осей в тележке. Суммарная мощность на привод вентиляторов: Отбор мощности от дизеля:
3.6 Разработка схемы приводов вспомогательного оборудования тепловоза, расчёт коэффициента отбора мощности на привод вспомогательного оборудования В соответствии с рассчитанными параметрами: . 1. Мощность привода вспомогательного оборудования: где мощность вентилятора ЦВС, кВт; – мощность вспомогательных машин, кВт; – средняя мощность тормозного компрессора, кВт; – мощность вентилятора ТЭД 2-й тележки, кВт; - мощность вентилятора охлаждающего устройства, кВт = 0, 97 - кпд углового редуктора и механического редуктора; – кпд вспомогательного генератора (ВСГ); – кпд вспомогательного асинхронного двигателя; – кпд мотор-вентилятора АМВ-75 2. Мощность тормозного компрессора: где 3. Мощность вспомогательных электрических машин: Тогда по (172) имеем: 4. Коэффициент отбора мощности на привод вспомогательного оборудования:
|