3 Расчёт вспомогательного оборудования проектного тепловоза

3.1 Выбор схемы охлаждения теплоносителей дизеля и конструкции охлаждающих устройств

Закрытая двухконтурная высокотемпературная система охлаждения теплоносителей дизеля, с охлаждением масла в ВМТ и с охлаждением надувочного воздуха в водовоздушном охладителе. Охлаждающие устройства крышевого типа с секциями радиатора типа ВС7.

Рисунок 3 – Схема водяной системы

2. Тепловой расчёт водовоздушных радиаторов

1 Основные положения и исходные данные.

1.1 Теплоотводы в воду I и II контуров:

, где

- теплоотвод от дизеля в охлаждающую воду, кВт;

- теплоотвод от масла дизеля, кВт;

- теплоотвод от надувочного воздуха, кВт.

1.2 Условия работы системы охлаждения:

а) температура воды на входе в ВВР:

- для первого контура:

- для второго контура:

б) температура воздуха на входе в ВВР:

в) допустимый перепад температур воды:

1.3 Технические характеристики секции ВВР (секции ВС12):

Таблица 1 – технические характеристики секции ВВР

№	Параметр	Обозначение	Величина
1	Рабочая длина трубок		1206
2	Шаг оребрения		2,83
3	Живое сечение секции для прохода воды		0,00132
4	Живое сечение секции для прохода воздуха		0,1361
5	Теплопередающая поверхность секции с воздушной стороны		21,0
6	Гидравлический диаметр воздушной стороны секции		0,0038
7	Гидравлический диаметр трубки		0,002098
8	Ширина секции		0,154
9	Глубина секции		0,187
10	Масса секции		45,65

1.4 Теплофизические параметры теплоносителей:

Универсальная формула:

,где

- значение теплоносителя (плотность);

- температура теплоносителя;

- эмпирические коэффициенты.

а) вода при температуре 110 :

;

;

б) воздух при температуре 40 :

;

;

;

.

в) вода при температуре 75 :

;

;

2 Расчетная подача водяного насоса в контуре.

а) I контур:

б) II контур:

3 Коэффициент теплопередачи секции радиатора.

, где

– коэффициент, учитывающий технологические неточности изготовления секций типа ВС;

- число Кирпичёва;

- теплопроводность воздуха при температуре , ;

0,0038 м – гидравлический диаметр секции для прохода воздуха.

, где

– числовые коэффициенты;

, - число Рейнольдса для потока воздуха и воды соответственно;

- температурный фактор.

Таблица 2 – Массовые скорости воды в трубках радиатора в зависимости от мощности локомотива

		1470	2205	2940	4410
	5-6	8-9	10	11-12	12-15
ВТО:	-	-	7-9	9-10	10-11

3.1 Число Рейнольдса для потока воды:

, где

- массовая скорость воды в трубках радиатора

- коэффициент динамической вязкости воды при .

а) I контур:

б) II контур:

3.2 Число Рейнольдса для потока воздуха:

, где

=10 – массовая скорость воздуха в секции радиатора;

- коэффициент динамической вязкости воздуха при .

3.3 Температурный фактор:

а) I контур:

б) II контур:

Таблица 3 - Значения эмпирических коэффициентов для секций типа ВС

	A	n		p
1100-2300	0,008727	0,78	0,095	0,08
>2300	0,02464	0,646	0,095	0,08

Число Кирпичева:

а) I контур:

б) II контур:

Коэффициент теплопередачи секции:

а) I контур:

б) II контур:

4 Число секций радиатора в контуре системы охлаждения.

а) I контур:

б) II контур:

Принимаем: секции;

секций.

5 Фактическая массовая скорость воды в трубках радиатора.

5.1 При параллельном соединении секций (I контур):

5.1 При последовательно-параллельном соединении секций (II контур):

6. Температура теплоносителей на выходе из радиатора:

Вода:

а) I контур:

б) II контур:

Воздух:

а) I контур:

б) II контур:

Проверка:

а) I контур:

б) II контур:

7 Мощность привода водяного насоса.

, где

- КПД центробежного водяного насоса;

H_в – расчетный напор водяного насоса, Па;

H_в=10·Δp_в, Па,где

Δp_в – гидравлическое сопротивление секции радиатора, Па:

а) I контур:

H_в=10· = Па

б) II контур:

H_в=10· = Па