Порядок выполнения расчета:
На гидравлической схеме системы охлаждения ДВС нанесены расчетные сечения на выходе из насоса и на входе в него. Запишем для этих сечений уравнение Бернулли в развернутой форме:
(1.1)
Ввиду малого отличия величин и допустим, что они равны: . Учитывая также, что из уравнения расходов для замкнутой гидравлической системы имеем:
, тогда (1.2)
Физический смысл слагаемых величин следующий:
- напор насоса;
- суммарные потери на трение в системе, состоящей из блока, радиатора, соединяющих трубок. Они определяются по формуле:
, где (1.3)
- потери на трение в блоке
- потери на трение в радиаторе
- потери на трение в соединяющих трубках
Расчетные формулы для определения коэффициентов , и имеют вид:
,
- Потери в термостате
(1.4)
Величину объемного расхода найдем из уравнения теплового баланса: (1.5)
Мощность потока охлаждающей жидкости определяется из уравнения (1.2) :
(1.6)
Если подставить соотношение (1.3) и (1.4) с учетом (1.5) и (1.6) в уравнение (1.2), то в это уравнение будут входить неизвестные величины и , которые необходимо определить.
Чтобы эти величины появились в уравнении (1.2) в явном виде необходимо вместо подставить: , тогда после подстановки уравнение Бернулли примет вид:
(1.7)
Вычислите площадь сечения трубопровода блока:
Вычисляем площадь сечения соединяющих трубок:
Вычисляем число Ренольца:
Коэффициент гидравлического трения для блока:
Коэффициент гидравлического трения для соединяющих трубок:
(1.8)
Размерные коэффициенты вычислим, используя уравнение (1.7)
;
;
Уравнение (1.7) является уравнением пятой степени относительно неизвестной величины . Из уравнения (1.8) выразим :
Выполним расчет гидравлических диаметров трубок, из которых состоит радиатор системы охлаждения ДВС в зависимости от количества трубок (10,50,100,200,400). Начальное значение диаметра примем равным .
Для n=10
;
Остальные результаты занесем в таблицу:
|
|||||
93909,7 |
0,0458 |
10,754 |
0,0745 |
||
|
2120,703 |
0,08397 |
2,7717 |
0,044 |
|
10660,35 |
0,0839 |
1,3858 |
0,033 |
||
5330,176 |
0,0843 |
0,693 |
0,025 |
||
2665,088 |
0,0851 |
0,3464 |
0,0192 |
По окончанию расчета строим два графика:
График 1. Зависимость площади живого сечения эквивалентного трубопровода блока от их количества
График 2. Зависимость гидравлического диаметра трубочек от их количества