Расчет параметров холодного контура охлаждения серийного тепловоза

Адиабатный КПД центробежного нагнетателя:

(3.16)

где = 340 – диаметр колеса компрессора, мм.

Подставив значения в выражение (3.16), получим:

В соответствии со схемой наддува и степенью повышения давления воздуха для номинального режима работы дизеля зададимся температурой воды на входе в воздухоохладитель Т_в3 = 341 К.

Общее количество тепла, передаваемого в контуре, кДж/ч:

(3.17)

Линейная скорость жидкости, м/с;

(3.18)

Приращение температуры воды в контуре при охлаждении масла дизеля, К:

(3.19)

Приращение температуры воды в контуре при охлаждении наддувочного воздуха, К:

(3.20)

Температура воды на входе в секцию холодного контура, К:

;

(3.21)

Т_в5 = 341+5, 11+3, 2 = 349, 31 К.

Уравнение теплового баланса для охлаждаемой воды, кДж/ч

(3.22)

Зададимся значением весовой скорости воздуха в секциях холодильника U_х=5, 2 кг/(м²·с).

Определим температуру воздуха на выходе из системы охлаждения, К:

(3.23)

Коэффициент теплопередачи для холодного контура серийного тепловоза определяется по формуле (3.11), кДж/(м²× ч× К):

Уравнение теплопередачи для охлаждаемой воды, кДж/ч:

(3.24)

Q_х=0, 5∙ 42, 7∙ 163, 37∙ 25∙ (349, 31+341–341, 67–308) =3544046, 58кДж/ч.

Величина абсолютной ошибки, %:

(3.25)

Значение абсолютной ошибки .

Температура воды на выходе из ВМТ, К:

	(3.26)

Температура воды на выходе из ОХНВ, К:

(3.27)

Расход воздуха через секции охлаждения, кг/ч:

(3.28)

G_х=3600∙ 5, 2∙ 0, 2152∙ 25 = 100713, 6 кг/ч.

Температура масла на выходе из ВМТ, К:

	(3.29)
где	(3.30) (3.31)

Подставив значения в выражение (3.30), получим:

Подставив значения в выражение (3.31), получим:

Подставив значения в выражение (3.29), получим:

Температура воздуха на входе в ОХНВ, К:

(3.32)

Температура воздуха на выходе из ОХНВ, К:

(3.33)

где с_s= 3∙ 10^-7(Т_s₁– 273)²– 5∙ 10^-5(Т_s₁– 273) + 1, 002. (3.34)

Подставив значения в выражение (3.34), получим:

с_s= 3∙ 10^-7(403, 21 – 273)²– 5∙ 10^-5(403, 21 – 273) + 1, 002 =1 кДж/(кг·К).

Подставив значения в выражение (3.33), получим:

Плотность наддувочного воздуха до и после воздухоохладителя, кг/м³:

(3.35)

Подставив значения в выражение (3.35), получим:

(3.36)

Подставив значения в выражение (3.36), получим:

Расчет параметров холодного контура системы охлаждения

Расчетного тепловоза

Удельный теплоотвод в масло дизеля, кДж/(кВт× ч):

(3.37)

Плотность масла рассчитывается аналогично по выражению (3.30):

Удельная теплоемкость масла рассчитывается аналогично по выражению (3.31):

Подставив значения в выражение (3.37), получим:

Удельный теплоотвод от наддувочного воздуха, кДж/(кВт× ч):

(3.38)

Общее количество передаваемого тепла рассчитывается по формуле (3.17), кДж/ч:

Адиабатный КПД центробежного нагнетателя такой же, как у серийного тепловоза и равен η _кад = 0, 8.

Зададимся температурой воды на выходе из системы охлаждения Т_в3 = 330. К.

Линейная скорость жидкости по формуле (3.18), м/с:

Последовательно определим приращение температуры воды в контуре при охлаждении масла дизеля и наддувочного воздуха, используя по аналогии формулы (3.19) и (3.20), К: