Расчет системы охлаждения

Система охлаждения представляет собой совокупность устройств, обеспечивающих принудительный отвод теплоты от нагретых деталей двигателя и передающих ее окружающей среде с целью поддержания оптимального теплового состояния двигателя.

К системе охлаждения предъявляют следующие требования:

- предупреждение перегрева или переохлаждения двигателя на всех режимах его работы в различных рельефных и климатических условиях работы мобильных машин;

- сравнительно небольшие затраты мощности на охлаждение;

- компактность и малая масса;

- эксплуатационная надежность;

- малая материалоемкость и себестоимость.

Ориентируясь на прототип Д – 244 принимаем: охлаждение дизеля жидкостное с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости от центробежного насоса, объединенного в один агрегат с вентилятором. Валик насоса и вентилятор приводятся во вращение от шкива коленчатого вала дизеля с помощью клинкового ремня. Для регулирования температуры в системе охлаждения установлен термостат ТС – 109 с твердым наполнителем.

Определяем количество теплоты Qж (кДж/с), отводимой через систему охлаждения двигателя при его работе на режиме номинальной мощности:

, (6.1 [1])

где qж = Qж/Q0 – относительная теплоотдача в охлаждающую жидкость, обычно qж для дизелей лежит в пределах 0,16 .0,36 от теплоты сгорания топлива, принимаем qж = 0,26:

Расчетное количество теплоты (с учетом изменения коэффициента теплоотдачи из-за засорения наружной поверхности решетки радиатора и отложения накипи внутри).

Количество теплоты, отводимой от двигателя охлаждающей жидкостью (Qжр), принимается равным количеству теплоты, передаваемой охлаждающему воздуху (Qвозд):

Расход воздуха (м3/с), проходящего через радиатор:

(6.2. [1])

где Свозд – средняя удельная теплоемкость воздуха, Свозд = 1,005 кДж/кг ºС

Р – плотность воздуха при температуре 40 ºС (Рвозд = 1,13 кг/м3);

∆tвозд – температурный перепад в решетке радиатора (25 ºС):

Циркуляционный расход (л/с) охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор:

, (6.3 [1])

где Сж – удельная теплоемкость охлаждающей жидкости (для воды 4,187 кДж/кг ºС)

ρж – плотность жидкости (для воды при tж = 20 ºС ρж = 1 т/м3

∆tж – температурный перепад охлаждающей жидкости в радиаторе (∆tж= tжвх – tжвых = 6 .12 ºС).

Оптимальное значение температуры tжвх, характеризующей температурный режим жидкостного охлаждения, принимается в интервале 80 .95 ºС. Принимаем tжвх = 92 ºС, ∆tж = 10 ºС

.

Средняя температура жидкости в радиаторе:

, (6.4 [1])

Средняя температура воздуха, проходящего через радиатор:

, (6.5 [1])

Температура воздуха на входе в радиатор принимается tвозд.вх = 40 ºС

Необходимая площадь (м2) поверхности охлаждения радиатора:

, (6.6 [1])

где kж – коэффициент теплопередачи от охлаждающей жидкости к охлаждающему телу (Вт/м2 ºС), в результате экспериментальных исследований установлено, что для радиаторов тракторов kж находится в пределах 80 .100 Вт/м2 ºС.

Еще о транспорте:

Виды технического обслуживания и ремонта устройств ЖАТ
На рис. 1.2 приведена схема классификации видов технического обслуживания (ТО) устройств ЖАТ, используемых на Российских железных дорогах. Рис. 1.2. Виды технического обслуживания устройств ЖАТ Регламентированное (регламентное) ТО в процессе эксплуатации выполняется с периодичностью и в объеме, уст ...

Упрощенная функциональная схема САУ и расчет параметров эквивалентного тягового электродвигателя
Структурная схема подразделяет систему на типовые динамические звенья, из которых состоят функциональные устройства. Таким образом, при составлении структурной схемы САУ за основу принимается ее функциональная схема. Упростим функциональную схему так, чтобы в ней остался только один канал воздейств ...

Расчет эксплуатационных расходов
План эксплуатационных расходов представляет собой смету денежных средств на выполнение плановых работ по ремонту и экипировке пассажирских вагонов. Основная задача расчетов затрат, обеспечение безусловного выполнения материальных, денежных и трудовых ресурсов. Эксплуатационные расходы планируются п ...