Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Селиверстов В.М. Теплосиловое оборудование подъемно-транспортных машин учебник

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
10.73 Mб
Скачать

где

V — объем подаваемого воздуха;

 

р — плотность

воздуха;

 

Ср — массовая

изобарная теплоемкость;

/п, / ІІ0Д — температура соответственно воздуха в помещении и по­ даваемого;

dn, dnon — влагосодержание соответственно воздуха в помещении

и подаваемого.

Зная теплопоступления (теплопотери) в помещении Qn и принимая

определенный тип воздухораспределителя в кабине крановщика с из­

вестной для него допустимой рабочей разностью

температур At =

— tn — ^под, находим расход вентилируемого воздуха

M = V p = - £ ü - .

(470)

Cp&t

 

При подаче воздуха в кабину через простую жалюзную решетку

рабочую разность температур принимают 4—6° С,

а через решетку

«Армикс» — 6—8° С. Если воздух подается через

перфорированные

панели, перепад температур допускается до 13— 15° С. Перфорирован­ ные потолочные воздухораспределители представляют собой панель с отверстиями 4—5 мм. Шаг между отверстиями выбирают таким, что­ бы струи воздуха, вытекающие из них, не соприкасались одна с другой вблизи панели (s = 4d).

Тепловая нагрузка кондиционера при отсутствии подогрева возду­ ха в вентиляторе и полной его рециркуляции из помещения равна теп-

лоизбыткам помещения:

 

 

QKo„„ = Qn + '-AC,

(471)

где г — скрытая

теплота парообразования.

 

Такой режим работы кондиционера наиболее выгодный, поскольку

в данном случае

не требуется дополнительное

охлаждение теплого

наружного воздуха. Однако по санитарным условиям он недопустим, так как не обеспечивает поддержания в кабине требуемых концентра­ ции углекислого газа и чистоты воздуха.

В кабину крановщика обычно подается смесь наружного и рецир­ кулируемого воздуха. Минимальное количество наружного воздуха на одного человека составляет 50 м3/ч. При подаче в кабину смеси наруж­ ного и рециркулируемого воздуха тепловая нагрузка кондиционера

превышает теплоизбытки помещения:

 

ЗкондХЗп + '-М Г

(472)

В данном случае тепловую нагрузку кондиционера определяют по­ строением процесса обработки воздуха в диаграмме влажного воздуха Id. Для построения такой диаграммы исходными данными служат расчетные параметры наружного воздуха tH, фн и воздуха помещений tn, фп, а также параметры подаваемого воздуха.

На рис. 147, а изображены принципиальная схема автономного

кондиционера с рециркуляцией и процесс обработки воздуха в конди­ ционере.

258

Состояние

наружного воздуха для л е т н е г о

р е ж и м а

(рис. 147, б)

на диаграмме Id изображается точкой Я с параметрами

tн, ФнНаружный воздух с этими параметрами смешивается с рецирку­ лируемым,-имеющим параметры воздуха в помещении іп, срп (точка Я).

Состояние смеси характеризуется точкой С с параметрами tc, фс. Положение точки С на линии смешения НП определяют по формуле

(230) из пропорции

 

777/

М н -)-А4р

(4731

сн -

мр

^ '

Отложив

на диаграмме

Id точку О с параметрами 7ПОд и dam и соединив ее

с точкой С, получим линию

Рис. 147. Схема обработки воздуха в автономном кондиционере:

а — схема системы; 6 — летний процесс кондиционирования в диаграмме ld\ в — зимний процесс кондиционирования в диаграмме Id

процесса охлаждения и осушения воздуха в воздухоохладителе. Сред­ няя температура поверхности воздухоохладителя определяется точ­ кой пересечения прямой СО с кривой ф = 100%. Точка ТС характе­

ризует состояние воздуха у поверхности воздухоохладителя. Тепловая нагрузка воздухоохладителя

Qo = М (Іс -

/о)-

(474)

При расчете з и м н е г о р е ж и м а

(рис.

147, в) расход воздуха

принимают по летнему режиму. Построение процесса обработки воз­ духа в кондиционере на диаграмме Id начинают с нанесения на ней то­ чек Я ( t H, ф н ) и Я ( І п , ф п ). Соединив точки Я и Я, получим прямую Н П ,

на которой лежит точка С, характеризующая состояние смеси наруж­ ного и рециркуляционного воздуха перед подогревателем. Положение точки С определяется по формуле (473).

Проведя из точки С линию dc = const, соответствующую подогреву

воздуха в подогревателе, до пересечения с изотермой 7П0Д, получим точку А, характеризующую состояние воздуха перед увлажнительным устройством. Из точки А проводим линию ta0д = const, характери­

259

зующую процесс увлажнения, до точки Б , имеющей параметры ^под,

^под- В соответствии с выполненными построениями расход тепла в подо­

гревателе составит

 

 

 

 

Q = M ( I a -

 

/ с),

(475)

а расход пара на увлажнение

 

 

 

 

 

 

 

 

Л С = М ((іп0П— 4 ).

(476)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

 

 

 

А р н о л ь д

Л. В.,

И о с и ф о в

М.

Н.

Термодинамика, теплопередача и

теплосиловое

оборудование

подъемно-транспортных машин. Л., «Речной транс­

порт», 1962. 440 с.

 

 

 

 

 

 

 

Л е н и н И. М. Теория автомобильных и тракторных двигателей. М., «Ма­

шиностроение», 1969. 368 с.

 

 

 

 

 

 

Л ы з о Г. П., Л ы з о А. П., Л о м о в с к и й В. А. Тракторы, автомобили,

двигатели. М., «Высшая школа», 1968.

500

с.

 

Р а й к о в

И.

Я-, Р ы т в и н с к и й

Г.

Н. Автомобильные двигатели внут­

реннего сгорания. М., «Высшая школа»,

1970. 432 с.

С а к у н И. А. Винтовые компрессоры. Л., «Машиностроение», 1970. 400 с.

Т у р е ц к и й

В. С., Ш и ф В. С.

Теплосиловое оборудование подъемно­

транспортных машин. М., «Транспорт», 1967. 223 с.

Х а н д о в

3.

А. Судовые двигатели

 

внутреннего сгорания. Теория. М.,

«Транспорт», 1969. 304 с.

Р о м а н о в а

Т. М.,

К а у л ь Р. А. Насосы, ком­

Ч е р к а с с к и й В.

М.,

прессоры, вентиляторы.

М.,

«Энергия»,

1968.

304

с.

О Г Л А В Л Е Н И Е

Введение....................................

 

 

 

 

3

 

 

 

 

Часть первая

 

 

 

 

 

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

 

 

Г л а в а

I.

Параметры состояния и основные законы идеальных газов

.

5

§

1. Основные понятия и определения.................................................

 

5

§ 2. Термические параметры состояния..............................................

 

8

§ 3. Уравнение состояния идеального газа.........................................

 

11

§ 4.

Закон

Авогадро.................................................................................

 

12

§ 5.

Смеси

идеальных г а з о в ..................................................................

 

13

Г л а в а

II. Первый закон термодинамики.........................................................

.

16

§

6.

Математическая запись первого закона термодинамики .

16

§ 7.

Работа процесса................................................................................

 

17

§ 8.

Внутренняя энергия..............................................................................

 

19

§ 9.

Т епло ........................................................................................................

 

 

20

§

10.

Энтальпия.............................................................................................

 

 

20

§

11.

Общие сведения о теплоемкости.......................................................

.

21

§

12.

Связь между

изобарной и изохорной теплоемкостями .

23

§

13.

Вычисление теплоемкостей.................................................................

 

24

§

14.

Теплоемкость

газовой смеси.............................................................

 

26

§

15.

Энтропия................................................................................................

 

29

27

Г л а в а

III. Термодинамические процессы с идеальным газом ................

29

§

16.

Основные термодинамические процессы..........................................

 

§

17.

Процесс при постоянном объеме.....................................................

 

29

§

18.

Процесс при постоянном давлении.................................................

 

30

§

19.

Процесс при

постоянной температуре........................................

 

31

§ 20.

Адиабатный процесс...........................................................................

 

33

§ 21.

Политропные

процессы.....................................................................

 

36

§ 22-

Исследование

политропных процессов..........................................

 

38

Г л а в а

IV. Второй закон термодинамики..........................................................

 

40

§ 23.

Круговые процессы.............................................................................

 

40

§ 24.

Формулировки

второго закона термодинамики...........................

 

41

§ 25. Цикл

К ар н о .........................................................................................

 

 

42

§ 26.

Свойства обратимых и необратимых циклов...............................

 

44

§ 27. Закон возрастания энтропии............................................................

 

47

§ 28. Потеря работоспособности системы вследствие необратимости

48

процессов.

Физическая сущность энтропии...........................................

 

261

Г л а в а

V. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания

. . .

50

§ 29.

Особенности циклов поршневых двигателей внутреннего сгора ­

50

ния

...................................................................................................................... Цикл с изохорным подводом теп л а

 

§ 30. ...............................................

 

50

§ 31. ............................

Цикл с изохорно - изобарным подводом теп л а

53

52

Г л а в а

VI. ...................................................Рабочий процесс

компрессора

 

§ 32. ..................................

Одноступенчатый поршневой компрессор

53

55

§ 33. ......................................................

сж атие

. .

Г л а в а

VII. ....................................................Реальные газы.

Водяной п а р

57

57

§ 34. ............................................

Уравнение состояния

реального г а з а

 

§ 35. .............................................

Процесс образования

водяного п а р а

 

58

§ 36. ................................................................

Диаграммы водяного п а р а

63

61

Г л а в а

VIII. ...............Циклы паросиловых и холодильных установок

 

§ 37. ......................................................Цикл паросиловых установок

63

65

§ 38. .............................................. ....Циклы холодильных установок

 

Г л а в а

IX. ...................................................................Термодинамика потока

 

67

§ 39. ....................................................

Основные уравнения

для потока

 

67

§ 40.

Критическая скорость . Влияние профиля канала на характер

70

течения ............................................................................................потока

 

 

71

§ 41. .........................................................................Истечение из сопел

 

 

§ 42. Схема и расчет струйных аппаратов. Дросселирование

газа

73

и п а .................................................................................................................р а

 

 

 

Г л а в а

X. ..................................................................................Влажный воздух

 

 

 

75

§ 43.

Основные свойства влажного

воздуха......................................

 

75

§ 44.

Диаграмма Id влажного

воздуха....................................................

 

 

77

§ 45. Изображение основных процессов изменения состояния влаж­

ного воздуха на диаграмме Id......................................................................

 

 

 

 

78

 

 

 

Ч а с т ь

в т о р а я

 

 

 

 

 

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

 

 

 

Г л а в а

XI. Теплопроводность..............................................................................

 

 

 

 

83

§ 46.

Три вида передачи теп л а ..................................................................

 

 

 

83

§ 47.

Закон Ф урье..........................................................................................

 

 

 

 

 

84

§ 48. Теплопроводность плоской стенки.....................................................

 

 

85

Г л а в а

XII. Конвективный

теплообмен..........................................................

 

 

87

§ 49.

Основные понятия.............

: :

........................................................

 

87

§ 50.

Понятие о теории подобия.................................................................

 

теплообмена .

.

88

§

51.

Критериальные уравнения конвективного

91

Г л а в а

XIII. Передача тепла излучением ....................................................

 

 

92

§ 52. Излучение и поглощение...................................................................

 

 

 

92

§ 53.

Основные законы

и з л у ч е н и я ..........................................................

 

 

93

§ 54. Теплообмен излучением между телами...........................................

 

 

95

Г л а в а

XIV. Теплопередача.

Расчет

теплообменных аппаратов . . . .

 

96

§ 55.

Теплопередача.......................................................................................

 

 

 

 

 

96

§ 56. Типы теплообменных аппаратов и их расчет...........................

97

 

 

Ч а с т ь т р е т ь я

 

 

 

 

 

ТОПЛИВО И ЕГО ГОРЕНИЕ

 

 

 

Г л а в а

XV. Топливо............................................................................................

 

 

Элементарный

состав топлива

100

§ 57.

Общие сведения о топливе.

100

§ 58.

Теплота сгорания топлива................................................................

 

 

 

102

§ 59. Жидкое топливо и его характеристики.....................................

 

104

§ 60.

Топливо для карбюраторных

двигателей....................................

 

 

107

§ 61. Топливо для дизелей.........................................................................

 

 

 

 

108

Г л а в а

XVI. Процессы горения топлива.......................................................

 

.

109

§ 62.

Количество воздуха, необходимого для горения топлива .

109

§ 63. Состав и количество продуктов сгорания..................................

 

109

§ 64.

Краткие сведения об анализе выпускных газо в .......................

111

262

 

 

 

 

Часть четвертая

 

 

 

 

 

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

 

 

Г л а в а

XVII. Классификация, устройство и принцип работы двигате­

 

лей ................................................................................................................

 

 

 

 

 

113

§ 65.

Общие сведения и классификация двигателей.............................

 

113

§ 66. Четырехтактный карбюраторный двигатель................................

 

115

§ 67. Двухтактный карбюраторный двигатель.....................................

 

118

§ 68.

Четырехтактный дизель....................................................................

 

 

 

120

§ 69.

Двухтактный дизель....................................................................

 

 

123

Г л а в а

XVIII. Газообмен и смесеобразование в двигателях...................

 

125

§ 70. Газообмен в четырехтактных двигателях..................................

125

§ 71.

Фазы газораспределения в

четырехтактных двигателях .

о 126

§ 72. Газообмен в двухтактных двигателях..................................

двигателях . .....

.

128

§

73.

Фазы газораспределения в

двухтактных

129

§ 74.

Смесеобразование в карбюраторных двигателях......................

130

§ 75.

Смесеобразование в дизелях............................................................

 

 

134

Г л а в а

XIX. Действительные циклы двигателей..............................

 

 

137

§ 76.

Процесс впуска...................................................................................

 

 

 

137

§ 77.

Процесс сж атия...................................................................................

 

 

 

139

§

78.

Процесс сгорания топлива в карбюраторныхдвигателях . .

 

140

§ 79.

Процесс сгорания топлива в дизелях.........................................

 

 

141

§ 80. Процесс расширения и выпуска.............................

 

 

142

Г л а в а XX. Мощность и экономичность двигателя...........................

...

.

143

§ 81.

Мощность двигателя.........................................................................

 

 

 

143

§ 82.

Коэффициенты полезного действия двигателей......................

145

§ 83. Тепловой баланс двигателя.............................................................

 

 

 

146

§ 84.

Способы повышения мощности. Н аддув.......................................

 

 

148

§ 85. Схемы наддува двигателей..............................................................

 

 

 

150

Г л а в а

XXI. Характеристики двигателей......................................................

 

 

152

§ 86.

Скоростные

характеристики...........................................................

 

 

152

§ 87.

Регуляторные характеристики.......................................................

 

 

154

§ 88.

Нагрузочные

характеристики........................................................

 

 

155

§ 89.

Регулировочные характеристики..................................................

 

 

156

Г л а в а

XXII. Основные конструктивные элементы

двигателей . . . .

 

156

§ 90.

Остов двигателя.................................................................................

 

 

 

158

§ 91.

Кривошипно-шатунный механизм.................................................

 

 

162

§ 92.

Динамика и уравновешивание двигателя....................................

 

162

§ 93.

Механизм

газораспределения.......................................................

 

 

164

Г л а в а

XXIII. Системы

и устройства

двигателей

.................... . .

 

168

§ 94. Система питания карбюраторного двигателя.............................

 

168

§ 95. Система зажигания карбюраторного двигателя.........................

 

172

§ 96.

Система питания д и зел я .................................................................

 

 

 

175

§ 97. Топливная аппаратура дизелей.....................................................

 

 

178

§ 98. Системы смазки двигателей............................................................

 

 

 

181

§ 99. Системы охлаждения двигателей....................................................

 

 

185

§ 100. Пусковые устройства двигателей.................................................

 

 

187

§ 101.

Регуляторы двигателей...................................................................

 

 

 

189

Г л а в а

XXIV. Двигатели, применяемые в подъемно-транспортных ма­

 

191

шинах, и их выбор

.......................................................................................

 

 

 

§ 102. Области применения различных типов двигателей внутрен­

191

него

сгорания................................................................................................

 

 

 

 

 

§ 103. Требования, предъявляемые к двигателям перегрузочных

 

196

маш ин...............................................................................................................

 

 

 

 

 

§ 104. Выбор типа и конструкции двигателя для различных пере­

197

грузочных м аш ин .........................................................................................

необходимой мощностидвигателя

 

§ 105.

Определение

 

199

263

Ч а с т ь п я т а я

ВЕНТИЛЯТОРЫ, КОМПРЕССОРЫ И УСТАНОВКИ к о н д и ­

 

 

 

 

ц и о н и ро в а н и я ВОЗДУХА

 

 

 

 

 

 

Г л а в а

XXV. Вентиляторы..............................

 

 

 

 

 

 

 

 

.

203

§ 106. Принцип действия и устройство вентиляторов..............

 

203

§

107.

Треугольники

скоростей................................................................

 

 

 

 

 

 

 

204

§ 108. Теоретический напор вентилятора

.............................................

 

 

 

 

 

205

§ 109. Влияние профиля лопаток на давление, развиваемое вен­

207

тилятором

......................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ ПО. Действительное давление, к. п. д. и мощность вентилято­

208

ров ......................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 111. Типы центробежных вентиляторов

.............................................

 

 

 

 

 

209

§ 112. Теоретические характеристики вентиляторов

............................

 

 

211

§ 113. Действительные характеристики вентиляторов........................

 

 

212

§ 114. Зависимость производительности, напора и мощности вен­

214

тилятора от частоты вращения и плотности .............................среды

 

 

 

§

115.

Безразмерные

характеристики

вентиляторов.........................

 

 

215

§

116.

Работа

вентилятора

в сети. Регулирование производитель­

218

ности

вентиляторов

....................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 117. Особенности конструкции и расчета пылевых вентиляторов 221

Г л а в а

XXVI. Воздуходувки............................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

222

§

118.

Центробежные

воздуходувки..........................................................

фигурными

роторами . .

222

§

119.

Воздуходувки

с вращающимися

224

Г л а в а

XXVII. Компрессоры............................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

.

227

§

120.

Классификация компрессоров.............................................

...

 

 

 

 

 

227

§ 121. Действительная индикаторная диаграмма поршневого ком­

228

прессора

...........................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 122. Коэффициент .....................подачи поршневого компрессора

 

230

§ 123. Мощность поршневого компрессора и его коэффициент по­

232

лезного действия.................................

 

воздуха в одной ступени

прошневого ком­

§

124.

Предел сжатия

234

прессора ...........................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 125. Схема компрессорной установки. Типы многоступенчатых

235

поршневых ...........................................................................компрессоров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 126. Конструктивные элементы и системы поршневых компрес­

238

соров

................................................................................................................Регулирование

производительности

поршневых

компрес­

§

127.

242

соров

................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§

128. Испытания .........................................поршневых компрессоров

 

 

 

 

 

244

§

129. Ротационные ...........................................................

компрессоры

 

 

 

 

 

 

 

245

§

130. Винтовые .................................................................компрессоры

 

 

 

 

 

 

 

247

§

131. Водокольцевые ..............................вакуумные насосы

 

 

 

 

 

 

252

Г л а в а

XXVIII. .............................................

Кондиционирование воздуха

 

в о зд у х а

 

253

§

132.

Общие .....................сведения о кондиционировании

 

253

§

133.

Принципиальное устройство автономного

кондиционера 254

§ 134. Тепловой .................................................расчет кондиционеров

 

 

 

 

 

 

256

Список литературы ................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

260

 

 

 

 

В л а д и м и р М и х а й л о в и ч С е л и в е р с т о в

 

 

 

 

 

Теплосиловое оборудование подъемно-транспортных машин

 

 

 

Редактор 3. В.

Шленникова. Переплет художника В* П.

Осипова

 

Техн. редактор В. А.

Бодрова.

Корректоры: В.

П .

Ефимова,

Р.

М. Могила

 

Сдано

в набор

4/ Х

1973

г.

Подписано

к печати

1 1 /11

1974

г.

бумага 6 0 Х 9 0 1/ 1в*

типографская

1 Печатных листов

16,5 Учетно-изд.

листов

17,24

Тираж 2 000

Т-01641 Изд. № 1-1-1/13 № 5108 Зак. 529 Цена 81 к. Изд-во «ТРАНСПОРТ», Москва, Басманный туп., 6а

Московская типография № 4 Союзполиграфпрома при Государственном комитете

Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,

г. Москва, И-41, Б. Переяславская ул., дом 46

-

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

J

m

 

 

«К#*

 

 

 

 

 

 

 

 

.--' 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U?V

іф ѵ Л "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

-■■*■

 

■J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~4/

 

 

 

v

, ; i >

-

■'■<r -i

f

f

 

 

 

 

 

 

>*/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г4

 

•*g*fV

 

 

 

 

 

 

;?r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

» . * £ "

. г .

„ »

 

-' '

' V

 

“ 3

'

, ІЯ

 

 

'-ir.

 

 

Л-

 

 

-

\ ‘

 

 

 

* v

* , -‘ .г*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«lllsfe

 

 

 

 

• Г : „ ^ Ѵ . . Ѵ ‘ - х ,

Ш

/ *

' > ? >

- w

 

 

 

‘ '

>

•■*. •

• ■••’."

./

: •••

/

. У

і - . - М

-

- JLi

- 4»•' *

^ -I- *

-

 

^

 

f

 

Д s-

f

**-p*

-*

■«v,!?4 ■

;-’

? ~

" T

- 'ч,'

*

- -k.

, e*

 

■ - ■'■■.Ш

‘- - ' ^ ^ :

’' * * ■ ' • ■

’•'“

;^lpPSs

 

 

 

 

: t '

-

**• ■ •-

г ^

*

- «

* . .

- Л і . : -

#

» • .

V :

.

'JV

*

L

^

' ЛР.

r j /-.■?■

-

«

**

J?-'- - ~ '-

>•

- '

. ■•_ *

.;

«,

^

: '

5Г; .Л А ‘ -

. - i

" Л

■*-•.*

. */ * **i* i.

 

 

 

 

 

 

V.i Cr

.j

 

* ■;• .■

_;,-

«_

'.j т; j

 

Ш Ш Ш т Ж

*'“

'** •■Vr"4*-►:

■■ • •■'

'* 1

 

*.q

, - ' . . . — < 7*- 1

' * • ' ' *

b* v

^

^

r

v

^ y P f . r 1

y'f^-: :*A

S+ J**'-

- . *%?

,ТлЩ'ы"'г

 

 

 

 

 

 

4 Ü?

 

 

 

 

 

 

 

■■•V

>*-'

"

-

, *

z Ä4--

... ’

 

 

 

y - . v *

 

 

!

 

 

У*^Л $9Й Г^ ^jo^*

*& ^ ^ â H i ia i k

*в~}Ъ

*

 

 

' '

"

V-,

. *

■*„.

 

 

 

 

 

 

'

.

Ч-A-

f

 

%V • - " Л ;

f . . - 4 * - ^ ' ' v - * & "

С / .

1 4

ч