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:

Выдача нового автомобиля
Выдача нового автомобиля — очень важная процедура. Клиент должен получить от нее удовольствие, чтобы у него появилось желание вновь обратиться к этому же дилеру при возникновении вопросов, проблем или покупки еще одного автомобиля. Исследование подтвердило, что выдача нового автомобиля оказывает ре ...

Определение количества путей и основных габаритных размеров ремонтно-экипировочного депо
Проектируемое ремонтно-экипировочное депо представляет собой здание, которое имеет стойловую часть – цех экипировки и ремонта вагонов, производственные отделения и служебно-бытовые помещения. Для выполнения экипировочных и ремонтных работ, исходя из объема выполняемой работы пункта формирования, в ...

Материалы и допускаемые напряжения
Детали и узлы вагона воспринимают значительные статические и динамические нагрузки в течение эксплуатации. На основании накопленного опыта эксплуатации и исследования ВНИИЖ вагоны изготавливают из сталей, имеющих следующие характеристики: Временное сопротивление разрыву σв = 500-570 МПа Предел ...