Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет эффективной поверхности масляного бака.
Принимаем форму масляного бака в виде куба и определим необходимый объем масляного бака, используя формулу (3.6.8). Буровой станок обычно работает в стесненных условиях с затрудненной циркуляцией воздуха. Для таких условий принимаем максимальную разность температур рабочего масла и окружающего воздуха = 50°С, а коэффициент теплопередачи Вт/м2× К. Тогда: 2, 13 м3. Определяем эффективную площадь поверхности масляного бака из формулы м2. Размеры масляного бака определим из формулы м. Уровень поверхности масла в баке равен м. Рассчитанный объем масла в баке, и его эффективная площадь поверхности полностью отводят тепло, генерируемое в процессе работы гидропривода бурового станка. Однако, отметим, что размеры масляного бака достаточно громоздки с учетом рекомендуемого объема рабочей жидкости, равного 2-3 минутной максимальной производительности насоса, равной в этом случае (при 3-х минутной производительности) м3. Для этого объема масла с учетом кубической формы бака эффективная площадь поверхности будет равна м2. Размеры стенок масляного бака м. Уровень поверхности масла в баке м. Очевидно, что эффективная поверхность масляного бака, выбранная из конструктивной целесообразности, для более компактной конструкции гидропривода не в состоянии аккумулировать все тепло, генерируемое в гидроприводе бурового станка. Поэтому необходимо принять дополнительные меры по охлаждению рабочей жидкости. Определим количество теплоты, которое будет отводиться эффективной поверхностью масляного бака м2, а также площадью поверхности гидромотора МР-4500 ( м2) и насоса НАР-74-90/320 ( м2). Используем формулу (3.6.2), в которой температура . , где - коэффициенты теплопередачи, соответственно, масляного бака, гидромотора и насоса; Si- эффективные площади поверхностей, соответственно масляного бака, гидромотора, насоса, - отводимое тепло, Вт. Если принять ki=12 кг/c3град, то отводимое тепло будет равно . Таким образом поверхностями маслобака, гидромотора и насоса отводится только 2982 Вт. Оставшуюся теплоту в количестве Вт необходимо отвести холодильным устройством (теплообменным аппаратом), поэтому в маслобак встраиваем теплообменник. Используем водомасляный кожухообразный теплообменник гидравлической части угольного комбайна типа Г-405. Этот теплообменник устанавливается непосредственно в масляном баке и через него пропускается вода, идущая на промывку скважины. Этот теплообменник имеет размер трубок для охлаждающей воды - мм; длина трубок - м; количество трубок - ; площадь проходного сечения одной трубки - м2; площадь омываемая маслом (конструктивный параметр, зависящий от формы корпуса теплообменника, количества трубок и схемы их установки вычисляется как разность между площадью внутреннего сечения корпуса теплообменного аппарата и площадью сечения всех трубок) - м2; Необходимо определить, обеспечит ли данный теплообменный аппарат отвод выделяющегося количества теплоты от рабочего масла при работе гидропривода. Зададимся расходом воды через теплообменник - = 0, 00033 м3/с. Температура окружающего воздуха 20°С. Допустимая температура масла 50°С. Изменение температуры масла и воды на выходе из теплообменника определится из общего уравнения теплового баланса теплопередачи Вт. где - отводимая теплота, Вт; , - начальные температуры рабочей жидкости и охлаждающей воды; , - массовые расходы рабочей жидкости и охлаждающей воды, кг; , - удельные массовые теплоемкости, соответственно, рабочей жидкости и воды, Дж/кг× К. Массовые расходы будут равны кг/с; кг/с. Из уравнения теплового баланса получим для конечной температуры масла и воды °С; °С, где принято кг/м3, Дж/кг× К; кг/м3, Дж/кг× К.
Средняя скорость воды в трубках теплообменника м/с.
Определим режим движения воды в трубках: . Значения кинематического коэффициента вязкости приняты по табл. П1.1. Делаем вывод, что режим движения ламинарный, так как . По табл. П1.2 определяем значение коэффициента теплопроводности воды а для ее средней температуры
°С: а = 9, 99× 10-8 м2/с (Здесь принята линейная интерполяция в ближайшем интервале температур).
Таблица П 1.1 Коэффициент кинематической вязкости воды, м 2/ с
Таблица П 1.2 Коэффициент температуропроводности а для воздуха, воды (эмульсии) и масел при давлении Давление Па
Определяем критерий Прандтля . Критерий Прандтля можно определить по табл. П1.3 интеполяцией табличных значений в ближайшем к расчетному интервале температуры воды.
Таблица П 1.3 Критерий воздуха, воды (эмульсии) и масел при давлении Па
Для определения числа Грасгофа рассчитаем средние значения температуры стенки трубок °С; и перепад температур °С. Далее определяем критерий Грасгофа где - температурный коэффициент объемного расширения, К-1 (определяется по табл. П 1.4 интерполяцией температуры ° в ближайшем интервале температур). Таблица П 1.4 Коэффициент объемного расширения воды и водо-масляных эмульсий при давлении 0, 1 МПа
|