Диплом 5го курса гидропривод / Диплом 5го курса гидропривод / Готовые разделы / 2.5 Система охолодження ГД

2.5. Розрахунок системи охолодження водою головного двигуна.

Система охолодження призначена для відводу теплоти від різних механізмів, пристроїв, приладів і робочих середовищ у теплообмінних апаратах.

Сучасні суднові дизельні установки мають двоконтурну систему охолодження, куди входять насоси забортної води, насоси й охолоджувачі прісної води.

Система охолодження забортної води головного двигуна повинна обладнатися двома насосами охолодної води - основним і резервним, один із яких принаймні повинний мати незалежний привод. Подача резервного насоса повинна бути не менш подачі основного. Але вибраний тип головного двигуна повністю охолоджується прісною водою. Тому розрахунок охолодження забортною водою ведеться лише на охолодження холодильника прісної води.

У системі охолодження прісної води головного двигуна допускається мати один резервний насос з незалежним приводом для прісної і забортної води, при цьому повинні бути передбачені міри, що не допускають змішання забортної і прісної води.

У якості резервних охолодних насосів можуть застосовуватися баластові чи інші насоси загальносуднового призначення, які використовуваються тільки для чистої води.

Систему водяного охолодження поршнів рекомендується виконувати незалежно від системи охолодження двигунів, при цьому слід передбачити принаймні один резервний насос з подачею не менш подачі основного.

У системі прісної води необхідно передбачати розширювальну цистерну місткістю 10-20% обсягу внутрішнього контуру охолодження, рівень у ній повинний бути вище максимального рівня води в двигуні. Розширювальна цистерна повинна приєднуватися до прісних трубопроводів насосів і може бути загальної в системі охолодження декількох двигунів.

Основними розрахунковими параметрами системи є наступні.

Подача центробіжного насоса охолоджувальної прісної води, м³/год:

= 469,64 м³/год,

де с_з.в = 4,19 кДж/(кг · К) – теплоємність забортної води;

∆Т_з.в = 10 К – різниця температур забортної води на виході та вході в систему;

ρ_з.в = 1,025 т/м³ – густина забортної води;

q_mp – тепло тертя, що відводиться охолоджувальною водою

= 8,5·10⁶ кДж/год,

де a_mp = (0,40,5) = 0,45 – частка теплоти, що виділена при терті та відібрана охолоджувальною водою;

q_ц – тепло, що передається через втулки, кришки циліндрів

q_ц = a_цb_eN_eQ_н = 0,12∙0,186∙60390∙41421 = 5,6·10⁶ кДж/год,

де a_ц = 0,08...0,14 = 0,12 – частка, що передається через втулки, кришки циліндрів;

Q_н =41421 кДж/кг – нижча теплота згорання палива.

q_н - тепло, що відбирається охолоджувальною водою з повітроохолоджувачів

q_н = a_нb_eN_eQ_н = 0,13∙0,186∙60390∙41421 = 6,07·10⁶ кДж/год,

де a_н = 0,13 – частка тепла палива, що відбирається охолоджувальною водою з повітроохолоджувача.

Тиск води, що створюється насосом H_з.в = (0,2 0,4) МПа.

З отриманих даних обираємо два однотипних вертикальних відцентрових насоса продуктивністю Q = 600 м³/год, напором H = 0,3 МПа для охолодження головного двигуна прісною водою. Один із насосів є резервним. Та три насоса забортної води для охолодження прісних холодильників продуктивністю 600 м³/год.

Поверхня водоохолоджувача для охолоджування прісною водою визначається за формулою

= 186,5 м²,

де q_n – тепло, що відведено при охолодженні поршнів

= 0,04∙0,186∙60390∙41421 = 1,86·10⁶ кДж/год,

a_n = (0,040,06) = 0,04 – частка тепла, що відведена з маслом в поршнях;

к_в – коефіцієнт теплопередачі від прісної води до забортної, що рівняється 2000 кДж/(м²·год·К);

∆Т_в = (Т_п.в – Т_з.в) = 20 К – різниця середньої температури прісної та забортної води в охолоджувачі:, де Т_п.в = (323 333) К; Т_з.в = (305 320) К.