Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
записка 2ТЭ10М(Купилов).doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
2.77 Mб
Скачать

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

150

132

Производительность водяного насоса холодного контура охлаждения Gв2, м3

100

88,2

Производительность масляного насоса Gм, м3

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:

,

кг/м³;

(3.4)

,

кДж/(кг·К);

(3.5)

– для масла:

,

кг/м³;

(3.6)

,

кДж/(кг·К);

(3.7)

- для воздуха при нормальных условиях:

,

кг/м³;

(3.8)

кДж/(кг·К);

(3.9)

- для воздуха и условий отличных от нормальных:

,

кг/м³;

(3.10)

сps=1,001 кДж/(кг·К).

(3.11)

Скорость движения жидкости в трубках секции, м/с:

,

м/с.

(3.12)

Минимально возможное значение весовой скорости воздуха в секциях холодильника серийного тепловоза = 6,1 кг/(м2с).

Температура воды на выходе из системы охлаждения и температура воздуха , К:

,

К;

(3.13)

,

К.

(3.14)

Коэффициент теплопередачи, кДж/(м2чК):

,

(3.15)

кДж/(м2чК).

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.