- •1.Устройство тепловоза 2тэ10м и его основные характеристики
- •Назначение и компоновка тепловоза
- •1.2.Основное оборудование тепловоза и его характеристики
- •1.2.1 Дизель 10д100
- •1.2.2. Генератор гп-311б
- •1.2.3. Тяговый электродвигатель эд-118а (эд-118б)
- •1.3.Топливная система тепловоза
- •1.4.Система смазки тепловоза
- •1.5.Система охлаждения тепловоза
- •2.Определение тягово-энергетических параметров тепловоза
- •2.1. Определение касательной мощности тепловоза
- •2.2. Расчет и построение электромеханических характеристик тэд и тяговой характеристики тепловоза
- •2.3. Расчет и построение технико-экономических характеристик тепловоза
- •3. Анализ эффективности работы системы охлаждения
- •3.1. Анализ термических параметров теплоносителей горячего контура охлаждения
- •3.1.1. Расчет параметров теплоносителей для горячего контура системы охлаждения серийного тепловоза
- •3.1.2. Расчет параметров теплоносителей горячего контура системы
- •2.2.2. Анализ термических характеристик теплоносителей холодного контура системы охлаждения тепловозов
3. Анализ эффективности работы системы охлаждения
Для оценки эффективности работы системы охлаждения серийного и расчетного тепловозов составлена расчетная схема системы тепловоза 2ТЭ10М.
Рис. 3.1. Расчетная схема системы охлаждения тепловоза 2ТЭ10М.
Водяная система тепловоза 2ТЭ10М представляет собой двухконтурную систему. В первом (горячем) контуре циркуляцию воды обеспечивает водяной насос ВН1. Охлаждение воды осуществляется в стандартных воздушно-водяных секциях количеством zг. Циркуляцию воды в холодном контуре охлаждения (водомасляный теплообменник (ВМТ), стандартные воздушно-водяные секции холодильника) обеспечивает водяной насос ВН2.
Производительность водяных и масляных насосов необходимо скорректировать с учетом изменения частоты вращения коленчатого вала дизеля, по отношению, например, для водяного насоса горячего контура
,
(2.31)
Система охлаждения тепловоза предназначен для охлаждения воды на величину ΔТв = Тв1 – Тв2, охлаждающей неподвижные детали дизеля, и для охлаждения масла дизеля на величину ΔТм = Тм1 – Тм2.
Таблица 2.5
Исходные данные для сравнительного анализа эффективности работы системы охлаждения серийного и расчетного тепловозов
Наименование параметра
|
Обозначение параметра для тепловозов |
|
Серийного |
расчетного |
|
1 |
2 |
3 |
Температура атмосферного воздуха Т0, К |
303 |
303 |
Давление атмосферного воздуха Р0, МПа |
0,1013 |
0,1013 |
Температура воды горячего контура на выходе из дизеля Тв1, К |
353 |
358 |
Температура масла на выходе из дизеля Тм1, К |
353 |
348 |
Удельный теплоотвод в воду горячего контура охлаждения qв, кДж/(кВт·ч) |
606 |
632 |
Удельный теплоотвод в воду холодного контура охлаждения qх, кДж/(кВт·ч) |
1554 |
1482 |
Удельный теплоотвод в масло дизеля qм, кДж/(кВт·ч) |
966 |
1281 |
Производительность водяного насоса горячего контура охлаждения Gв1, м3/ч |
150 |
132 |
Производительность водяного насоса холодного контура охлаждения Gв2, м3/ч |
100 |
88,2 |
Производительность масляного насоса Gм, м3/ч |
120 |
105,8 |
Количество секций холодильника в горячем контуре охлаждения zг |
26 |
22 |
Количество секций холодильника в холодном контуре охлаждения zх |
50 |
46 |
Количество ходов теплоносителя в секциях горячего контура охлаждения nг |
1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
Количество ходов теплоносителя в секциях холодного контура охлаждения nх |
1 |
1 |
3.1. Анализ термических параметров теплоносителей горячего контура охлаждения
3.1.1. Расчет параметров теплоносителей для горячего контура системы охлаждения серийного тепловоза
Определение параметров системы охлаждения как серийного так и расчетного тепловозов осуществляется с использованием:
– уравнения материального баланса для охлаждаемой жидкости
|
(3.1) |
– уравнения материального баланса для охлаждающего воздуха
|
(3.2) |
- уравнения теплопередачи
|
(3.3) |
где
– количество тепла, отбираемого
теплоносителем в исследуемом контуре
охлаждения, кДж/ч;
– плотность жидкости
(воды или масла), кг/м3;
,
– площадь живого сечения стандартной
секции холодильника (воздушно-водяной,
воздушно-масляной) со стороны жидкости
и со стороны воздуха, м2;
– количество
секции холодильника в исследуемом
контуре охлаждения;
,
– линейная скорость жидкости (м/с) и
весовая скорость воздуха (кг/(м2·с))
в секциях холодильника;
,
– удельная теплоемкость охлаждаемой
жидкости и охлаждающего воздуха,
кДж/(кг·К);
– температура жидкости
на входе и на выходе из системы охлаждения,
К;
– температура воздуха на входе и на
выходе из системы охлаждения, К;
F – площадь поверхности теплообмена одной стандартной секции холодильника, м2;
К – коэффициент теплопередачи стандартной (воздушно-водяной, воздушно-масляной) секции холодильника, кДж/(м2·ч·К).
Плотность и удельная теплоемкость теплоносителей в системе охлаждения должны быть рассчитаны по следующим эмпирическим выражениям:
– для воды:
|
(3.4) |
|
(3.5) |
– для масла:
|
(3.6) |
|
(3.7) |
- для воздуха при нормальных условиях:
|
(3.8) |
|
|
(3.9) |
|
- для воздуха и условий отличных от нормальных:
|
(3.10) |
сps=1,001 кДж/(кг·К). |
(3.11) |
Скорость движения жидкости в трубках секции, м/с:
|
(3.12) |
Минимально возможное
значение весовой скорости воздуха в
секциях холодильника серийного тепловоза
= 6,1 кг/(м2с).
Температура воды на
выходе из системы охлаждения
и температура воздуха
,
К:
|
(3.13) |
|
|
(3.14) |
|
Коэффициент теплопередачи, кДж/(м2чК):
|
(3.15) |
кДж/(м2чК).
|
Общее количество тепла, передаваемого в контуре охлаждающему воздуху:
|
(3.16) |
кДж.
Величина относительной ошибки:
Рассчитываем расход воздуха через секции горячего контура охлаждения, кг/ч:
,
(3.17)
кг/ч.

,
кДж/(кг·К);
,
,
кг/м³;
,
м/с.
,
К;
К.
,