Гидравлический расчет системы охлаждения: Репозиторий Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва: Недопустимый идентификатор

Содержание

Раздел 1. Гидравлический расчет системы охлаждения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ
АГЕНСТВО
ПО
ОБРАЗОВАНИЮ

Филиал

Государственного
образовательного
учреждения

высшего
профессионального
образования

Московский
государственный
индустриальный
университет

в
г.Кинешме
(КФ
ГОУ
МГИУ)

КУРСОВАЯ
РАБОТА

По
дисциплине «Гидравлика и гидропневмопривод»

На
тему «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИКИ И
ГИДРОПРИВОДА СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО
ОХЛАЖДЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО
ДВИГАТЕЛЯ»

Выполнил:
Ашуров Тимур гр.3641

Проверил:
Дубинин А.П.

КИНЕШМА
2009

Оглавление.

Цель,
содержание и исходные данные к курсовой
работе 4

Указания
к оформлению и выполнению курсовой
работы 5

Образец
титульного листа курсовой работы 9

ОПИСАНИЕ
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 11

ДВИГАТЕЛЯ 12

  1. Определение
    расчетного расхода теплоносителя в
    системе охлаждения двигателя QР 13

  2. Определение
    расчетных скоростей движения
    теплоносителя, значений числа Рейнольдса
    и режима движения теплоносителя 15

  1. Определение
    коэффициента трения на участках 16

  1. Определение
    или выбор коэффициентов местных потерь
    напора (сопротивлений) 17

1.5. Расчетные
динамические напоры и потери напора на
участках 18

Раздел 2. Конструктивный расчет центробежного насоса. …….18

  1. Определение
    коэффициента быстроходности и типа
    насоса 20

  2. Определение
    наружного диаметра рабочего колеса
    D2 20

  3. Определение
    ширины рабочего колеса насоса на выходе
    из насоса b2……….20

  4. Определение
    приведенного диаметра входа в рабочее
    колесо D1 20

  5. Определение
    диаметра горловины рабочего колеса
    Dг 20

  6. Выбор
    ширины рабочего колеса напора на входе
    в насос b1 21

  7. Выбор
    углов установки лопаток рабочего колеса
    на выходе

    и на входе
    21

  8. Выбор
    количества лопаток рабочего колеса и
    корректировка углов установки лопаток

    и
    21

  9. Конструирование
    для насоса спирального отвода 22

2.10. Выбор
размеров конфузора на входе в насос и
диффузора на выходе

из
насоса 23

2.11. Определение
действительного расчетного напора,
развиваемого
запроектированным
насосом, (Ндн)р 23

Раздел 3. Определение мощности и к.П.Д. Насоса в

РАСЧЕТНОМ
РЕЖИМЕ ЕГО РАБОТЫ 24

  1. Гидравлическая
    (она же полезная) мощность насоса 24

  2. Полный
    К.П.Д. насоса 24

  3. Мощность
    (она же потребляемая мощность) насоса 25

  4. Расчетная
    мощность двигателя для насоса: 25

Раздел 4. Расчет теоретической характеристики насоса 25

  1. Теоретическая
    характеристика насоса по напорам 26

  2. Теоретическая
    характеристика насоса по гидравлической
    мощности….27

  3. Теоретическая
    характеристика насоса по К.П.Д 27

Вопросы
к курсовой работе 31

Библиографический
список 32

Цель,
содержание и исходные данные к курсовой
работе.

Целью
курсовой работы является проектирование
гидравлики и гидропривода

системы
жидкостного охлаждения автомобильного
двигателя.

Содержание
расчетной части курсовой работы.

  1. Гидравлический
    расчет системы охлаждения двигателя.

  2. Конструктивный
    расчет центробежного насоса.

  3. Расчет
    теоретической характеристики насоса.

Исходные
данные к курсовой работе.

  1. Мощность
    двигателя Nдв=
    120,
    кВт.

  2. Доля
    мощности двигателя, отбираемая на
    охлаждение

    = 0,18

  3. Температуры
    охлаждающей жидкости (теплоносителя)
    на выходе из двигателя t1
    =
    92, °С и на выходе из радиатора t2
    =
    67, °С.

  4. Частота
    вращения рабочего колеса в насосе n
    = 510, об/мин.

  5. Расчетный
    напор насоса Нрн
    =
    1,45,
    м.

  6. Расчетная
    потеря напора в устройстве охлаждения
    двигателя
    =
    0,45,
    м.

  7. Расчетная
    потеря напора в радиаторе

    =
    0,3,
    м.

  8. Диаметр
    (внутренний) нижнего коллектора
    устройства охлаждения двигателя d1
    =
    40,
    мм.

9. Диаметры
(внутренние) коллекторов радиатора d2
=
50, мм.
10.
Внутренние диаметры у всех трубопроводов
гидролиний d3
=
15,
мм.

11.
Полная длина трубопроводов участка
гидролиний, первого по ходу движения
от

двигателя
к радиатору L1
=
0,7,
м.

12.
Полная длина трубопроводов второго
участка гидролиний L2
=
1,5,
м.

ОПИСАНИЕ
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ.

Система
охлаждения двигателя состоит (рис.1) из
центробежного насоса 1, устройства
охлаждения двигателя 2, радиатора для
охлаждения теплоносителя пото­ком
воздуха 3, термоклапана 4 и соединительных
трубопроводов — гидролиний 5. Все
указанные элементы системы входят в
так называемый «большой» круг охлаж­дения.
Имеется и «малый» круг охлаждения, когда
теплоноситель не заходит в ра­диатор.
Причины наличия как «большого», так и
«малого» кругов охлаждения пред­ставлены
в специальных дисциплинах. Расчету
подлежит только «большой» круг, как
расчетный тракт движения охлаждающей
жидкости (теплоносителя).

Устройство
охлаждения двигателя состоит из «рубашки»
охлаждения крышки (головки) цилиндров
двигателя (2а), «рубашки» охлаждения
боковых стенок цилин­дров
двигателя (в виде вертикальных ходов
цилиндрических формы, расположен­ных
по двум сторонам двигателя) (26) и двух
цилиндрических коллекторов для сбо­ра
охлаждающей жидкости (2в). Представление
«рубашки» охлаждения боковых стенок
цилиндров в виде вертикальных ходов
является условным, но достаточно близким
к действительности и именно такое
представление рассматриваемого эле­мента
устройства охлаждения двигателя можно
было бы использовать при проведе­нии
гидравлического расчета системы
охлаждения двигателя.

Радиатор
3 состоит из верхнего (За) и нижнего (36)
коллекторов, вертикаль­ных трубок
(Зв), по которым теплоноситель движется
от верхнего коллектора в нижний.
Термоклапан (термостат) является
автоматически действующим дроссель­ным
устройством, предназначенным для
изменения движения теплоносителя либо
по
«большому», либо по «малому» кругам.
Устройства и принципы действия радиа­тора
и термоклапана (термостата) изучаются
в специальных дисциплинах.

Теплоноситель
при его движении по «большому» кругу
преодолевает сле­дующий путь:
центробежный насос — рубашка охлаждения
крышки цилиндров -вертикальные ходы в
стенках двигателя — нижние коллекторы
устройства охлажде­ния
двигателя — узел соединения двух потоков
— термоклапан — верхний коллектор
радиатора
— трубки радиатора — нижний коллектор
радиатора — вход в насос. По пу­ти
преодолевается ряд «местных» сопротивлений
в виде внезапных расширений или сужений
потока, поворотов на 90°, а также в виде
дроссельного устройства (термо­клапана).

Все
гидролинии системы охлаждения двигателя
изготовлены из технически гладких
труб, причем внутренние диаметры труб
на всем протяжении гидролиний

одинаковы
и равны d3.
В задании приводятся также значения
диаметров нижнего коллектора
устройства охлаждения двигателя d1
и обоих коллекторов радиатора d2,
а также
длина коллекторов радиатора lр=0,5
м.

Теплоносителем
в системе охлаждения двигателя принимается
охлаждающая жидкость,
у которой при температуре +4 °С плотность
составляет
=1080
кг/м3
, а кинематическая
вязкость

м2/с.
Это могут быть жидкости «Антифриз»,
«Тосол», «Лена», «Прайд» или другие.

Раздел 1. Гидравлический расчет системы охлаждения

Федеральное
агенство по образованию

Филиал

Государственного
образовательного
учреждения

высшего
профессионального
образования

Московский
государственный
индустриальный
университет

в
г.Кинешме
(КФ
ГОУ
МГИУ)

Кафедра
«Общеинженерные дисциплины» (613)

КУРСОВАЯ
РАБОТА

по
дисциплине «Гидравлика и гидропневмопривод»

на
тему «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИКИ И
ГИДРОПРИВОДА СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО
ОХЛАЖДЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ»

Группа

3641

Студент
Невский Евгений

Руководитель
работы доцент,
к.п.н.

Дубинин А.П.

ДОПУСКАЕТСЯ
К ЗАЩИТЕ

Зав.
кафедрой 613 доцент,
к.х.н.

Ю.М.
Осипов

Оценка
работы Дата

1.03.2011

Кинешма
2011

Оглавление.

Цель,
содержание и исходные данные к курсовой
работе 4

Указания
к оформлению и выполнению курсовой
работы 5

Образец
титульного листа курсовой работы 9

ОПИСАНИЕ
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 11

ДВИГАТЕЛЯ 12

  1. Определение
    расчетного расхода теплоносителя в
    системе охлаждения двигателя QР 13

  2. Определение
    расчетных скоростей движения
    теплоносителя, значений числа Рейнольдса
    и режима движения теплоносителя 15

  1. Определение
    коэффициента трения на участках 16

  1. Определение
    или выбор коэффициентов местных потерь
    напора (сопротивлений) 17

1.5. Расчетные
динамические напоры и потери напора на
участках 18

Раздел 2. Конструктивный расчет центробежного насоса. …….18

  1. Определение
    коэффициента быстроходности и типа
    насоса 20

  2. Определение
    наружного диаметра рабочего колеса
    D2 20

  3. Определение
    ширины рабочего колеса насоса на выходе
    из насоса b2……….20

  4. Определение
    приведенного диаметра входа в рабочее
    колесо D1 20

  5. Определение
    диаметра горловины рабочего колеса
    Dг 20

  6. Выбор
    ширины рабочего колеса напора на входе
    в насос b1 21

  7. Выбор
    углов установки лопаток рабочего колеса
    на выходе

    и на входе
    21

  8. Выбор
    количества лопаток рабочего колеса и
    корректировка углов установки лопаток

    и
    21

  9. Конструирование
    для насоса спирального отвода 22

2.10. Выбор
размеров конфузора на входе в насос и
диффузора на выходе

из
насоса 23

2.11. Определение
действительного расчетного напора,
развиваемого
запроектированным
насосом, (Ндн)р 23

Раздел 3. Определение мощности и к.П.Д. Насоса в

РАСЧЕТНОМ
РЕЖИМЕ ЕГО РАБОТЫ 24

  1. Гидравлическая
    (она же полезная) мощность насоса 24

  2. Полный
    К.П.Д. насоса 24

  3. Мощность
    (она же потребляемая мощность) насоса 25

  4. Расчетная
    мощность двигателя для насоса: 25

Раздел 4. Расчет теоретической характеристики насоса 25

  1. Теоретическая
    характеристика насоса по напорам 26

  2. Теоретическая
    характеристика насоса по гидравлической
    мощности….27

  3. Теоретическая
    характеристика насоса по К.П.Д 27

Вопросы
к курсовой работе 31

Библиографический
список 32

Цель,
содержание и исходные данные к курсовой
работе.

Целью
курсовой работы является проектирование
гидравлики и гидропривода

системы
жидкостного охлаждения автомобильного
двигателя.

Содержание
расчетной части курсовой работы.

  1. Гидравлический
    расчет системы охлаждения двигателя.

  2. Конструктивный
    расчет центробежного насоса.

  3. Расчет
    теоретической характеристики насоса.

Исходные
данные к курсовой работе.

  1. Мощность
    двигателя Nдв=
    110,
    кВт.

  2. Доля
    мощности двигателя, отбираемая на
    охлаждение

    = 0,19

  3. Температуры
    охлаждающей жидкости (теплоносителя)
    на выходе из двигателя t1
    =
    91, °С и на выходе из радиатора t2
    =
    66, °С.

  4. Частота
    вращения рабочего колеса в насосе n
    = 520, об/мин.

  5. Расчетный
    напор насоса Нрн
    =
    1,3,
    м.

  6. Расчетная
    потеря напора в устройстве охлаждения
    двигателя
    =
    0,4,
    м.

  7. Расчетная
    потеря напора в радиаторе

    =
    0,25,
    м.

  8. Диаметр
    (внутренний) нижнего коллектора
    устройства охлаждения двигателя d1
    =
    25,
    мм.

9. Диаметры
(внутренние) коллекторов радиатора d2
=
30, мм.
10.
Внутренние диаметры у всех трубопроводов
гидролиний d3
=
10,
мм.

11.
Полная длина трубопроводов участка
гидролиний, первого по ходу движения
от

двигателя
к радиатору L1
=
0,5,
м.

12.
Полная длина трубопроводов второго
участка гидролиний L2
=
1,0,
м.

ОПИСАНИЕ
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ.

Система
охлаждения двигателя состоит (рис.1) из
центробежного насоса 1, устройства
охлаждения двигателя 2, радиатора для
охлаждения теплоносителя пото­ком
воздуха 3, термоклапана 4 и соединительных
трубопроводов — гидролиний 5. Все
указанные элементы системы входят в
так называемый «большой» круг охлаж­дения.
Имеется и «малый» круг охлаждения, когда
теплоноситель не заходит в ра­диатор.
Причины наличия как «большого», так и
«малого» кругов охлаждения пред­ставлены
в специальных дисциплинах. Расчету
подлежит только «большой» круг, как
расчетный тракт движения охлаждающей
жидкости (теплоносителя).

Устройство
охлаждения двигателя состоит из «рубашки»
охлаждения крышки (головки) цилиндров
двигателя (2а), «рубашки» охлаждения
боковых стенок цилин­дров
двигателя (в виде вертикальных ходов
цилиндрических формы, расположен­ных
по двум сторонам двигателя) (26) и двух
цилиндрических коллекторов для сбо­ра
охлаждающей жидкости (2в). Представление
«рубашки» охлаждения боковых стенок
цилиндров в виде вертикальных ходов
является условным, но достаточно близким
к действительности и именно такое
представление рассматриваемого эле­мента
устройства охлаждения двигателя можно
было бы использовать при проведе­нии
гидравлического расчета системы
охлаждения двигателя.

Радиатор
3 состоит из верхнего (За) и нижнего (36)
коллекторов, вертикаль­ных трубок
(Зв), по которым теплоноситель движется
от верхнего коллектора в нижний.
Термоклапан (термостат) является
автоматически действующим дроссель­ным
устройством, предназначенным для
изменения движения теплоносителя либо
по
«большому», либо по «малому» кругам.
Устройства и принципы действия радиа­тора
и термоклапана (термостата) изучаются
в специальных дисциплинах.

Теплоноситель
при его движении по «большому» кругу
преодолевает сле­дующий путь:
центробежный насос — рубашка охлаждения
крышки цилиндров -вертикальные ходы в
стенках двигателя — нижние коллекторы
устройства охлажде­ния
двигателя — узел соединения двух потоков
— термоклапан — верхний коллектор
радиатора
— трубки радиатора — нижний коллектор
радиатора — вход в насос. По пу­ти
преодолевается ряд «местных» сопротивлений
в виде внезапных расширений или сужений
потока, поворотов на 90°, а также в виде
дроссельного устройства (термо­клапана).

Все
гидролинии системы охлаждения двигателя
изготовлены из технически гладких
труб, причем внутренние диаметры труб
на всем протяжении гидролиний

одинаковы
и равны d3.
В задании приводятся также значения
диаметров нижнего коллектора
устройства охлаждения двигателя d1
и обоих коллекторов радиатора d2,
а также
длина коллекторов радиатора lр=0,5
м.

Теплоносителем
в системе охлаждения двигателя принимается
охлаждающая жидкость,
у которой при температуре +4 °С плотность
составляет
=1080
кг/м3
, а кинематическая
вязкость

м2/с.
Это могут быть жидкости «Антифриз»,
«Тосол», «Лена», «Прайд» или другие.

Основы расчета жидкостной системы охлаждения — Студопедия

Для расчета системы охлаждения автомобильного или тракторного двигателя исходной величиной является количество отводимого от него в единицу времени тепла Qохл. Это количество может быть определено из уравнения теплового баланса:

,

где qохл – доля количества тепла, отводимого от двигателя. Для бензиновых ДВС qохл = 800–1300 КДж/КВт ? с, для дизельных ДВС qохл = 1100–1150 КДж/КВт ? с.

Определив величину Qохл, находят затем количество жидкости, циркулирующей в системе охлаждения в единицу времени,

,

где Сж– теплоемкость циркулирующей жидкости.

Для воды Сж = 4.22 КДж/кг? К, для этиленгликолевых смесей Сж = 2–3.8 КДж/кг? К;

tвыхж, tвхж – температуры выходящей из радиатора жидкости и входящей в него, °С.

Для радиаторов автомобильных и тракторных двигателей значение tвыхж – tвхж = 5–10 ? С.

Систему охлаждения двигателя обычно рассчитывают для двух режимов работы двигателя: при номинальной мощности и максимальном крутящем моменте.

Величина поверхности охлаждения радиатора (м2) определяется по формуле:

,

где k – полный коэффициент теплопередачи через стенки радиатора,

tохлж – средняя температура охлаждающей жидкости в радиаторе, °С;

,

где tвхохлж = 90 ? С – температура охлаждающей жидкости на входе в радиатор;

tвыхохлж = 80–85 ? С – температура охлаждающей жидкости на выходе из радиатора;

tохлв – средняя температура проходящего через радиатор воздуха, °С,

,

где tвхохлв = 40 ? С – температура воздуха на входе в радиатор;



tвыхохлв= 60–70 ? С – температура воздуха на выходе из радиатора.

Коэффициент k зависит от многих факторов: материала охлаждающей решетки, формы и состояния ее внутренней и наружной поверхностей, характера движения воздушного потока и т. д. Теплопередача радиатора значительно ухудшается при образовании в нем накипи, ржавчины или при покрытии грязью.

Величина k может быть определена по формуле:

,

где ? 1 = 8500–14500 КДж/м2?ч? К – коэффициент теплоотдачи от жидкости к стенкам радиатора;

? – коэффициент теплопроводности металла стенок (трубок) ра- диатора. Для латуни значение ? = 300–450 КДж/м? ч? К, для алюминия – ? = 300–350 КДж/м? ч? К, для нержавеющей стали – ? = 35–70 КДж/м? ч? К;

? – толщина стенки трубки, м;

? 2 – коэффициент теплоотдачи от стенок радиатора (трубок) к воздуху, ? 2 = 150–1100 КДж/м2?ч? К.

Коэффициент ? 2 в основном зависит от скорости воздуха ?воз , проходящего через радиатор, и выражается зависимостью:


.

Для предварительных расчетов площади радиатора системы охлаждения можно использовать формулу:

,

где f – удельная площадь охлаждения, м2/КВт.

Для легковых автомобилей f = 0.14–0.3, для грузовых автомобилей f = 0.2–0.4, для тракторов f = 0.4–0.55.

Емкость системы жидкостного охлаждения л. (Ne в КВт) изменяется в следующих пределах: для легковых автомобилей – (0.13–0.35)?Ne, для грузовых автомобилей – (0.27–0.8)?Ne, для тракторов – (0.5–1.7)?Ne.

Размеры вентилятора автомобильного или тракторного двигателя должны быть таковы, чтобы обеспечить подачу воздуха в количестве, необходимом для охлаждения жидкости в радиаторе.

Тип вентилятора определяют по условному коэффициенту быстроходности:

,

где Vвоз – производительность вентилятора,м3/с.

,

где ? воз = 1.07 кг/м3 – плотность воздуха;

Своз = 1 КДж/кг? К – теплоемкость воздуха;

Н – напор вентилятора. Н = 600–1000 Па.

При nусл = 15–100 используют центробежные вентиляторы, при nусл = 80–300 – осевые одноступенчатые вентиляторы.

Раздел 1. Гидравлический расчет системы охлаждения

Федеральное
агенство по образованию

Филиал

Государственного
образовательного
учреждения

высшего
профессионального
образования

Московский
государственный
индустриальный
университет

в
г.Кинешме
(КФ
ГОУ
МГИУ)

Кафедра
«Общеинженерные дисциплины» (613)

КУРСОВАЯ
РАБОТА

по
дисциплине «Гидравлика и гидропневмопривод»

на
тему «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИКИ И
ГИДРОПРИВОДА СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО
ОХЛАЖДЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ»

Группа

3641

Студент
Ашуров Тимур

Руководитель
работы доцент,
к.п.н.

Дубинин А.П.

ДОПУСКАЕТСЯ
К ЗАЩИТЕ

Зав.
кафедрой 613 доцент,
к.х.н.

Ю.М.
Осипов

Оценка
работы Дата

1.03.2011

Кинешма
2011

Оглавление.

Цель,
содержание и исходные данные к курсовой
работе 4

Указания
к оформлению и выполнению курсовой
работы 5

Образец
титульного листа курсовой работы 9

ОПИСАНИЕ
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 11

ДВИГАТЕЛЯ 12

  1. Определение
    расчетного расхода теплоносителя в
    системе охлаждения двигателя QР 13

  2. Определение
    расчетных скоростей движения
    теплоносителя, значений числа Рейнольдса
    и режима движения теплоносителя 15

  1. Определение
    коэффициента трения на участках 16

  1. Определение
    или выбор коэффициентов местных потерь
    напора (сопротивлений) 17

1.5. Расчетные
динамические напоры и потери напора на
участках 18

Раздел 2. Конструктивный расчет центробежного насоса. …….18

  1. Определение
    коэффициента быстроходности и типа
    насоса 20

  2. Определение
    наружного диаметра рабочего колеса
    D2 20

  3. Определение
    ширины рабочего колеса насоса на выходе
    из насоса b2……….20

  4. Определение
    приведенного диаметра входа в рабочее
    колесо D1 20

  5. Определение
    диаметра горловины рабочего колеса
    Dг 20

  6. Выбор
    ширины рабочего колеса напора на входе
    в насос b1 21

  7. Выбор
    углов установки лопаток рабочего колеса
    на выходе

    и на входе
    21

  8. Выбор
    количества лопаток рабочего колеса и
    корректировка углов установки лопаток

    и
    21

  9. Конструирование
    для насоса спирального отвода 22

2.10. Выбор
размеров конфузора на входе в насос и
диффузора на выходе

из
насоса 23

2.11. Определение
действительного расчетного напора,
развиваемого
запроектированным
насосом, (Ндн)р 23

Раздел 3. Определение мощности и к.П.Д. Насоса в

РАСЧЕТНОМ
РЕЖИМЕ ЕГО РАБОТЫ 24

  1. Гидравлическая
    (она же полезная) мощность насоса 24

  2. Полный
    К.П.Д. насоса 24

  3. Мощность
    (она же потребляемая мощность) насоса 25

  4. Расчетная
    мощность двигателя для насоса: 25

Раздел 4. Расчет теоретической характеристики насоса 25

  1. Теоретическая
    характеристика насоса по напорам 26

  2. Теоретическая
    характеристика насоса по гидравлической
    мощности….27

  3. Теоретическая
    характеристика насоса по К.П.Д 27

Вопросы
к курсовой работе 31

Библиографический
список 32

Цель,
содержание и исходные данные к курсовой
работе.

Целью
курсовой работы является проектирование
гидравлики и гидропривода

системы
жидкостного охлаждения автомобильного
двигателя.

Содержание
расчетной части курсовой работы.

  1. Гидравлический
    расчет системы охлаждения двигателя.

  2. Конструктивный
    расчет центробежного насоса.

  3. Расчет
    теоретической характеристики насоса.

Исходные
данные к курсовой работе.

  1. Мощность
    двигателя Nдв=
    120,
    кВт.

  2. Доля
    мощности двигателя, отбираемая на
    охлаждение

    = 0.18

  3. Температуры
    охлаждающей жидкости (теплоносителя)
    на выходе из двигателя t1
    =
    92, °С и на выходе из радиатора t2
    =
    66, °С.

  4. Частота
    вращения рабочего колеса в насосе n
    = 510, об/мин.

  5. Расчетный
    напор насоса Нрн
    =
    1,45,
    м.

  6. Расчетная
    потеря напора в устройстве охлаждения
    двигателя
    =
    0,45,
    м.

  7. Расчетная
    потеря напора в радиаторе

    =
    0,3,
    м.

  8. Диаметр
    (внутренний) нижнего коллектора
    устройства охлаждения двигателя d1
    =
    40,
    мм.

9. Диаметры
(внутренние) коллекторов радиатора d2
=
50, мм.
10.
Внутренние диаметры у всех трубопроводов
гидролиний d3
=
15,
мм.

11.
Полная длина трубопроводов участка
гидролиний, первого по ходу движения
от

двигателя
к радиатору L1
=
0,7,
м.

12.
Полная длина трубопроводов второго
участка гидролиний L2
=
1,5,
м.

ОПИСАНИЕ
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ.

Система
охлаждения двигателя состоит (рис.1) из
центробежного насоса 1, устройства
охлаждения двигателя 2, радиатора для
охлаждения теплоносителя пото­ком
воздуха 3, термоклапана 4 и соединительных
трубопроводов — гидролиний 5. Все
указанные элементы системы входят в
так называемый «большой» круг охлаж­дения.
Имеется и «малый» круг охлаждения, когда
теплоноситель не заходит в ра­диатор.
Причины наличия как «большого», так и
«малого» кругов охлаждения пред­ставлены
в специальных дисциплинах. Расчету
подлежит только «большой» круг, как
расчетный тракт движения охлаждающей
жидкости (теплоносителя).

Устройство
охлаждения двигателя состоит из «рубашки»
охлаждения крышки (головки) цилиндров
двигателя (2а), «рубашки» охлаждения
боковых стенок цилин­дров
двигателя (в виде вертикальных ходов
цилиндрических формы, расположен­ных
по двум сторонам двигателя) (26) и двух
цилиндрических коллекторов для сбо­ра
охлаждающей жидкости (2в). Представление
«рубашки» охлаждения боковых стенок
цилиндров в виде вертикальных ходов
является условным, но достаточно близким
к действительности и именно такое
представление рассматриваемого эле­мента
устройства охлаждения двигателя можно
было бы использовать при проведе­нии
гидравлического расчета системы
охлаждения двигателя.

Радиатор
3 состоит из верхнего (За) и нижнего (36)
коллекторов, вертикаль­ных трубок
(Зв), по которым теплоноситель движется
от верхнего коллектора в нижний.
Термоклапан (термостат) является
автоматически действующим дроссель­ным
устройством, предназначенным для
изменения движения теплоносителя либо
по
«большому», либо по «малому» кругам.
Устройства и принципы действия радиа­тора
и термоклапана (термостата) изучаются
в специальных дисциплинах.

Теплоноситель
при его движении по «большому» кругу
преодолевает сле­дующий путь:
центробежный насос — рубашка охлаждения
крышки цилиндров -вертикальные ходы в
стенках двигателя — нижние коллекторы
устройства охлажде­ния
двигателя — узел соединения двух потоков
— термоклапан — верхний коллектор
радиатора
— трубки радиатора — нижний коллектор
радиатора — вход в насос. По пу­ти
преодолевается ряд «местных» сопротивлений
в виде внезапных расширений или сужений
потока, поворотов на 90°, а также в виде
дроссельного устройства (термо­клапана).

Все
гидролинии системы охлаждения двигателя
изготовлены из технически гладких
труб, причем внутренние диаметры труб
на всем протяжении гидролиний

одинаковы
и равны d3.
В задании приводятся также значения
диаметров нижнего коллектора
устройства охлаждения двигателя d1
и обоих коллекторов радиатора d2,
а также
длина коллекторов радиатора lр=0,5
м.

Теплоносителем
в системе охлаждения двигателя принимается
охлаждающая жидкость,
у которой при температуре +4 °С плотность
составляет
=1080
кг/м3
, а кинематическая
вязкость

м2/с.
Это могут быть жидкости «Антифриз»,
«Тосол», «Лена», «Прайд» или другие.

8.3.3 — Гидравлический расчет систем охлаждения

Гидравлическое сопротивление определяется по формуле:

r = ξ R T / 2 F2P

ãäå ξ – коэффициент гидравлического сопротивления;

R – универсальная газовая постоянная; F – площадь канала;

T – средняя температура в ветви; P – среднее давление в ветви.

Коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется как сумма из нескольких слагаемых, соответствующих сопротивлению на входе, выходе, сопротивлению трения, местного сужения (расширения), поворота, подогрева и так далее. Коэффициент гидравлического сопротивления каждого участка вычисляется чаще всего по экспериментально полученным обобщенным критериальным зависимостям для различных типов каналов – на основе задаваемых в исходных данных геометрических параметров каналов и вычисляемых параметров потока.

На рисунке 8.3.3_2 показан пример расчетного графа системы охлаждения ротора ТВД. Кружочками обозначаются узлы графа с указанием

номера узла и давления в нем, линиями со стрелками – ветви графа с указанием расхода и температуры среды.

Математическая модель системы охлаждения включает геометрические размеры каналов охлаждения, граничные условия (давление и температура среды в граничных узлах графа), температуру окружающих деталей (итерационно уточняется после тепловых расчетов).

Идентификация аналитической модели системы охлаждения конкретной лопатки или турбины проводится в два этапа.

На первом этапе для уточнения модели используются конкретные экспериментальные гидравли- ческие характеристики каналов охлаждения лопаток и отдельных элементов корпуса и ротора (в том числе аппарата закрутки, целиком соплового аппарата или ротора). Гидравлические испытания корпусов и роторов в собранном виде дают очень ценную информацию о гидравлическом сопротивлении отдельных каналов и особенно о величине утечек, обусловленных допусками, зазорами и качеством поверхностей реальной конструкции.

На втором этапе для идентификации гидравлической модели системы охлаждения используются результаты испытаний ТВД в системе двигателя с измерением давлений в проточной части, в основных полостях статора и полостях, окружающих ротор. Измеряются все расходы охлажда-

Москва 2011

Министерство
образования Российской Федерации

Государственное
образовательное учреждение

высшего
профессионального образования

Московский
государственный индустриальный
университет

(ГОУ
МГИУ)

Кафедра
«Электроника,
теплотехника, гидравлика и энергетические
машины
»

                1. К У Р С О
                  В А Я Р А Б О Т А

по дисциплине
«термодинамика
и тепломассообмен
»

на тему «ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ
И ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
»

Группа

4347

Студент

__________

М.И.
Кочанова

Руководитель
работы,
должность, звание

__________

М.А.
Чекалов

ДОПУСКАЕТСЯ
К ЗАЩИТЕ

Студент

________

М.И.
Кочанова

Оценка
работы

Дата

________

«___»
___________

Подписи
членов комиссии

____________

М.А.
Чекалов

____________

___________

Обозначения,
принятые в курсовой работе.

А
– площадь
поверхности трубок радиатора;


— площадь живого
сечения эквивалентно трубопровода
блока, радиаторных трубок и соединяющих
трубок;

а
– размер радиатора по глубине;

b
– размер радиатора по глубине;


— скорость потока
воздуха;


удельная теплоемкость при постоянном
давлении;


— гидравлический
диаметр трубочек радиатора;


— мощность теплового
потока отводимого от ДВС в охлаждающую
жидкость;

К
– коэффициент теплопередачи;


— эквивалентная
шероховатость трубок радиатора,
соединяющего трубопровод, эквивалентного
трубопровода для каналов блока;


— длина эквивалентных
трубопроводов для каналов блоки
цилиндров
;


— длина радиаторных
трубок и соединяющего трубопровода;


— давление на выходе
и на входе в насос;


— объемный расход
охлаждающей жидкости;

G
– массовый расход;

G
– ускорение свободного падения;

Н
– напор насоса;


— мощность потока
жидкости;


— мощность насоса
системы охлаждения;

n
– количество трубок в радиаторе;

α
– коэффициент теплоотдачи;

β
– коэффициент живого сечения;


температурный коэффициент объемного
расширения;


коэффициенты гидравлического трения
в блоке, радиаторе и соединяющем
трубопроводе;


— коэффициент
теплопроводности;


— КПД насоса системы
охлаждения;


— КПД радиатора;


— плотность
охлаждающей жидкости;

S
– шаги трубок радиатора;


— коэффициент
местных потерь в термостате;


— коэффициент
кинематической вязкости;


— толщина стенок
трубок радиатора;


— коэффициент
оребрения;


— критерий Грасгофа;


— критерий Прантля;

Nu
– критерий Нусельта;

Re
— критерий Рейнольдса;


— перепад температур
охлаждающей жидкости на входе в ДВС и
выходе из ДВС;


среднелогарифмический
температурный напор.

Введение

Курсовая работа
состоит из двух частей. Первая –
гидравлический расчет системы охлаждения
ДВС, вторая — тепловой расчет.

Целью
курсовой работы является ознакомление
со схемой системы, набором необходимых
для расчета исходных данных и методикой
выполнения гидравлических и тепловых
расчетов применительно к системе
охлаждения ДВС, в которой радиатор
выполнен в виде системы n
гидравлически параллельно – соединенных
между собой трубок

Гидравлический расчет системы охлаждения двс.

Исходные данные
для гидравлического расчета системы
охлаждения ДВС:

Требуется рассчитать
гидравлический диаметр

трубок, из которых состоит радиатор
системы охлаждения ДВС, при условии,
что охлаждающая жидкость циркулирует
по большому кругу охлаждения и необходимо
отводить от двигателя тепловой поток
мощностью

при заданном перепаде температур
охлаждающей жидкости на входе и выходе
в ДВС.

Заданными также
являются величины мощности

на валу насоса
системы охлаждения и его полный КПД

.

Принципиальная
схема системы охлаждения изображена
на рис 1.1. При гидравлическом расчете
местные потери учесть только в термостате.
Нагрев охлаждающей жидкости происходит
в рубашке блока V
– образного двигателя, гидравлический
тракт которого может быть представлен
как система из двух параллельно
соединенных трубопроводов

Кафедра ггв Гидравлический расчёт системы водяного охлаждения промышленного предприятия

Министерство
образования Российской Федерации

Саратовский
государственный технический университет

Выполнил:

студент
группы ТЭС-22

Мартынов
А.А.

Проверил:
Береда Н. Н.

Саратов 2006

Реферат

Данная
расчетно-графическая
работа состоит из 22 страниц текста, 4
иллюстраций, 3 таблиц, 19 наименований
литературы.

КАВИТАЦИЯ,
РАСХОД, ПИТАЮЩИЙ ТРУБОПРОВОД, СБРОСНОЙ
ТРУБОПРОВОД, НАПОР, ВЯЗКОСТЬ, ПОТЕРИ
НАПОРА, ГРАДИРНЯ, НАСОСНАЯ УСТАНОВКА,
ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ, МОЩНОСТЬ НАСОСНОЙ
УСТАНОВКИ, РАСХОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА,
ДАВЛЕНИЕ ПАРООБРАЗОВАНИЯ, ТУРБУЛЕНТНЫЙ
РЕЖИМ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ.

Объектом разработки
является система водяного охлаждения
промышленного предприятия.

Целью
данной расчетно-графической работы
является получение практических знаний
по гидравлическому расчету трубопроводов
системы водяного охлаждения (определение
диаметров питающих и сбросных трубопроводов
и потерь напоров в них) и определение
мощности насосной установки.

Содержание

Реферат……………………………………………………………………………2

Введение…………………………………………………………………………4

Техническое
содержание работы:

  1. Гидравлический
    расчёт группы теплообменных аппаратов………7

    1. Аналитический
      метод расчёта………………………………………..7

    2. Графический
      метод расчёта…………………………………………..8

  2. Гидравлический
    расчёт системы управления трубопровода……..10

    1. Определение
      расходов по участкам питающих и сбросных
      трубопроводов………………………………………………………………10

    2. Определение
      диаметров труб в питающем и сбросном
      трубопроводе………………………………………………………………..

    3. Определение
      потерь напора по участкам питающих и
      сбросных трубопроводов………………………………………………………………..12

    4. Определение
      расчётного напора……………………………………..13

  3. Гидравлический
    расчёт насосной установки………………………..14

    1. Гидравлический
      расчёт всасывающей линии насосной
      установки..14

    2. Гидравлический
      расчёт напорной линии насосной
      установки……..19

    3. Определение
      мощности насосной установки………………………..29

Заключение……………………………………………………………………….21

Список
используемых источников………………………………………………22

Введение

Система
водяного охлаждения предназначена для
охлаждения теплообменных аппаратов
промышленного предприятия. Расчет таких
систем весьма важен при проектировании
и строительстве предприятий. Сделав
правильный расчет, увеличивается
вероятность безопасной эксплуатации
предприятия и, что не мало важно,
безопасность рабочего персонала. Схема
системы водяного охлаждения промышленного
предприятия приве­дена на рис.1. Вода
из резервуара Р после ее охлаждения в
градирне Г пода­ется насосами по
всасывающему трубопроводу lВС
и напорному трубопроводу lН
в питающую сеть трубопроводов системы
водяного охлаждения (точка г). На схеме
питающий трубопровод показан сплошной
линией. По питающему трубопроводу
охлаждающая вода направляется к каждой
группе теплооб­менных аппаратов. На
схеме теплообменные аппараты обозначены
прямо­угольниками, каждый из которых
имеет свой порядковый номер. Отбирая в
теплообменных аппаратах тепло, нагретая
вода по сборным трубопроводам, которые
на схеме показаны пунктирными линиями,
подается на градирню Г. В градирне вода
охлаждается и собирается в резервуар
Р, откуда вновь начи­нается ее движение
в системе водяного охлаждения. Благодаря
замкнутому циклу охлаждения, вода
является оборотной и только по мере ее
убыли за счет испарения, утечек через
неплотности в соединении пополняется
свежей водой. При непрерывном движении
в системе водяного охлаждения вода
за­грязняется, и потому необходимо
предусмотреть ее очистку.

На схеме показана
установка двух насосных агрегатов,
обозначенных бук­вой Н. Один насосный
агрегат является рабочим, который
обеспечивает не­прерывную подачу
охлаждающей воды в систему водяного
охлаждения, вто­рой- резервным, который
работает только в случае выхода из строя
рабочего насосного агрегата для
обеспечения беспрерывности охлаждения.
Поверх­ность земли на всем участке
промышленного предприятия принята
условно горизонтальной. Каждая группа
теплообменных аппаратов состоит из
систе­мы трубопроводов-змеевиков, по
которым движется охлаждающая вода.

Расчет ведется в
три этапа:

Программное обеспечение

Hydraulic Calculation Cooling — Бесплатная загрузка Hydraulic Calculation Cooling

  • 185Graph — это программа для гидравлических расчетов пожарных спринклерных систем, основанная на 1,85 графике, которая предназначена для графического отображения спроса на спринклерные системы в зависимости от подачи воды.

    • Лицензия: Условно-бесплатная (249,95 $)
    • Размер файла: 2,02 Мб
    • Работает на: Win98, WinXP, Win7 x32, Win7 x64, Windows 8
  • Рекламное объявление

    Рекламное объявление

  • Мощный гидравлический расчет программное обеспечение для автоматических спринклерных систем пожаротушения.Мощное и доступное программное обеспечение для гидравлических расчетов автоматических спринклерных систем пожаротушения. SHC имеет все функции, необходимые для ввода системных данных, оценки результатов и создания профессиональных отчетов по гидравлическим расчетам.

    • Лицензия: Условно-бесплатная (299,00 $)
    • Размер файла: 6,22 Мб
    • Работает на: Windows 7, Windows 7 x64, WinServer, Win Vista, Win Vista x64, WinXP
  • Проектирование гидравлики гражданского строительства расчет Программное обеспечение Программное обеспечение для расчета проектирования гидравлических систем гражданского строительства — включает расчеты для гидрологии, открытых каналов, ливневых стоков, водопропускных труб, самотечной канализации (бытовой и ливневой канализации), проектирования водопроводов, магистральных канализационных магистралей, преобразования единиц измерения.Поддерживает 32-битную (x86) и 64-битную (x64) архитектуру для операционных систем Windows.

    • Лицензия: Условно-бесплатная (75,00 $)
    • Размер файла: 9,54 Мб
    • Работает на: WinXP, Win2000, Win Vista, Win98, Windows 7, Windows 7 x64
  • OilProp предназначен для оценки основных теплофизических характеристик. свойства нефти и ее производных, необходимые для решения задач транспортировки и переработки, с минимальным объемом исходных данных. Он основан на общеизвестных закономерностях и статистике….

    • Лицензия: Условно-бесплатная (49,00 $)
    • Размер файла: 885 Кб
    • Работает на: Win95, Win98, WinME, WinNT 3.x, WinNT 4.x, Windows2000, WinXP, Windows2003, Windows Vista
  • AioFlo выполняет расчет размеров труб, расхода и падения давления для жидкостей и газов. Встроенный широкий выбор фитингов. Встроенные таблицы данных для размеров и шероховатости труб. Ламинарный и турбулентный поток. Широкий выбор агрегатов. Используйте массовый или объемный расход.

    • Лицензия: Условно-бесплатное ПО (19 долларов.95)
    • Размер файла: 1,88 Мб
    • Работает на: Win7 x32, Win7 x64, WinVista, WinVista x64, WinXP
  • Бесплатный онлайн расчет карточная игра пасьянс. Побеждайте быстро и играйте, чтобы побить свой лучший результат в пасьянсе онлайн. вычисление карточную игру пасьянс можно играть прямо из вашего браузера, без необходимости загрузки. Все самое интересное и особенности пасьянса.

    • Лицензия: Freeware (бесплатно)
    • Размер файла: 2,41 Мб
    • Работает на: Win 3.1x, Win95, Win98, WinME, WinNT 3.x, WinXP, Windows2000, Windows2003, Windows CE, Unix, Linux, Linux Conso
  • 50 формул, обслуживающих Hydraulic Engineering. Научный оценщик — Превосходный набор операторов и мгновенных сообщений ссылка на последние расчеты. Функции памяти и т. д. Время Треб. очистить сферу (отверстие с острыми краями) и многое другое ..

    • Лицензия: Демо (7,99 $)
    • Размер файла: 2,86 Мб
  • 50 формул, обслуживающих Hydraulic Engineering.БЕСПЛАТНО !! MxCalc (стоимостью 4,99 доллара США, встроенный в программу) Unit Coverter Scientific Evaluator.Time Req. для очистки сферы (отверстие с острыми краями) и др ..

    • Лицензия: Демо (14,99 $)
    • Размер файла: 2,86 Мб
  • 50 формул для Hydraulic Engineering.FREE !! MxCalc (стоимостью 4,99 доллара США, встроен в программу) Unit Coverter Scientific Evaluator.Time Req. очистить сферу (отверстие с острыми краями) и др ..

    • Лицензия: Демо (14,99 $)
    • Размер файла: 1.08 Мб
  • 50 формул, обслуживающих Гидравлика Инженерное дело. Научный оценщик — Превосходный набор операторов и мгновенная ссылка на последние расчеты. Функции памяти и т. Д. Время Треб. очистить сферу (отверстие с острыми краями) и многое другое ..

    • Лицензия: Демо ($ 7,99)
    • Размер файла: 904 Кб
  • Панель инструментов для домашнего охлаждения. Это для вашего интернет-обозревателя. Здесь есть хард-рок станция.

    • Лицензия: Freeware (бесплатно)
    • Размер файла: 1.55 Мб
    • Работает на: Win2000, Win7 x32, Win7 x64, Win98, WinMobile, WinOther, WinServer, WinVista, WinVista x
  • Selection, расчет и проверка подшипников качения компании FAG. Приложение разработано в MS Excel, многоязычно и поддерживает британские и метрические единицы измерения. Основан на стандартах FAG, ISO, ANSI, SAE и поддерживает многие системы 2D и 3D CAD. …

    • Имя файла: MITCalcBearingC01.exe
    • Автор: MITCalc
    • Лицензия: Условно-бесплатная (32 долл.00)
    • Размер файла: 2,26 Мб
    • Работает на: Win95, Win98, WinME, WinNT 3.x, WinNT 4.x, Windows2000, WinXP, Windows2003, Windows Tablet
  • Связанные:
    Гидравлический расчет охлаждения
    — Гидравлический расчет
    — Что такое гидравлический расчет
    — Расчет гидроаккумулятора
    — Расчет гидравлического прыжка

.

Общий обзор центральной системы охлаждения на судах

Машинные системы, установленные на судах, спроектированы для работы с максимальной эффективностью и работы в течение долгих часов. Наиболее частые и максимальные потери энергии от машин — это тепловая энергия. Эта потеря тепловой энергии должна быть уменьшена или отведена охлаждающей средой, такой как центральная система водяного охлаждения, чтобы избежать сбоев в работе или поломки оборудования.

Для охлаждения на борту используются две системы охлаждения:

  1. Система охлаждения морской водой: Морская вода непосредственно используется в системах машинного оборудования в качестве охлаждающей среды для теплообменников.
  1. Пресная вода или центральная система охлаждения: Пресная вода используется в замкнутом контуре для охлаждения машинного отделения. Пресная вода, возвращающаяся из теплообменника после охлаждения оборудования, дополнительно охлаждается морской водой в охладителе морской воды.

Общие сведения о системе центрального охлаждения

Как обсуждалось выше, в центральной системе охлаждения все рабочие механизмы на кораблях охлаждаются циркулирующей пресной водой. Эта система состоит из трех различных цепей:

Контур морской воды

Морская вода используется в качестве охлаждающей среды в больших теплообменниках, охлаждаемых морской водой, для охлаждения пресной воды замкнутого контура.Они являются центральными охладителями системы и обычно устанавливаются дуплексом.

Central Cooling system

Central Cooling system

Низкотемпературный контур

Низкотемпературный контур используется для оборудования низкотемпературных зон, и этот контур напрямую подключен к главному центральному охладителю морской воды; следовательно, его температура ниже, чем при высокой температуре (контур Н.Т.). Цепь L.T включает в себя все вспомогательные системы.

Sea water cooling system

Sea water cooling system

Общее количество низкотемпературных или L.T пресной воды в системе поддерживается в равновесии с H.T. система охлаждения пресной водой за счет расширительного бака, общего для обеих систем.

Расширительный бак, используемый для этих контуров, заполняется и подпитывается из гидрофорной системы или из бака дистиллированной воды с помощью заправочного насоса F.W.

Hydrophore system

Hydrophore system

Высокотемпературный контур (H.T)

Контур теплоносителя в центральной системе охлаждения в основном состоит из водяной системы рубашки охлаждения главного двигателя, где температура достаточно высока.Температура воды в теплоносителе поддерживается низкотемпературной пресной водой, и система обычно состоит из водяной рубашки рубашки основного двигателя, генератора FW, DG в режиме ожидания, фильтра смазочного масла для сливного бака сальника.

Циркуляция охлаждающей воды в системе HT осуществляется электрическими насосами охлаждающей воды, один в рабочем и один в резервном.

В режиме ожидания DG поддерживается в тепле циркуляционной системой от работающего DG.

central cooling system

central cooling system

Когда ME остановлен, он поддерживается теплой охлаждающей водой HT от DG.Если этого недостаточно, воду можно нагреть паровым нагревателем FW.

Расширительный бак

Потери в замкнутом контуре центральной системы охлаждения пресной воды постоянно компенсируются расширительным баком, который также поглощает повышение давления из-за теплового расширения.

Клапаны контроля температуры

Тепло, поглощаемое контуром высокого давления, передается контуру низкого давления на стыке клапана регулирования температуры.

Температура охлаждающей воды на выходе из главного двигателя поддерживается постоянной на уровне 85-95 с помощью клапанов регулирования температуры путем смешивания воды из двух центральных систем охлаждения i.е. LT системы в систему HT.

Что следует помнить

  • Охлаждающая вода в системе для обработки химикатами
  • Подпитка центральной системы охлаждения обычно происходит из расширительного бака FW, который заполняется системой питьевой и промывочной воды, или из бака дистиллированной воды с помощью заправочного насоса FW
  • Если необходимо пополнить систему большим количеством воды, она должна подаваться из бака дистиллированной воды насосом для заправки FW через соединение системы LT
  • Во время капитального ремонта / ремонта главного двигателя, который требует закрытия впускных и выпускных клапанов охлаждающей воды FW, необходимо остановить охлаждающий насос FW и высокотемпературную циркуляцию, а регулирующий клапан подачи воздуха должен быть закрыт
  • В режиме ожидания передача избыточного тепла от дизель-генераторов может использоваться для обслуживания генератора FW.На входе питательной воды в испарительную секцию генератора FW отверстие высокой нагрузки необходимо заменить на отверстие низкой нагрузки, см. Инструкцию производителя.
  • Скорость циркуляции будет зависеть от температуры забортной воды, нагрузки двигателя, падения давления на насосах и необходимого отвода тепла из системы. Скорость циркуляции можно регулировать с помощью одного или нескольких насосов
  • .

  • Обычно устанавливаются два насоса пресной воды и один полный запасной насос хранится рядом с рабочей зоной насосов для быстрой установки на случай, если один из рабочих насосов выйдет из строя
  • Центральные охладители в системе пресной воды обычно бывают пластинчатого типа с пластинами из титанового материала
  • В случае ручной очистки F.W. впускной и выпускной клапаны должны быть закрыты. В случае химической очистки S.W. сторона F.W. сторона может оставаться открытой.

Преимущества центральной системы охлаждения

  • Низкие затраты на техническое обслуживание: Поскольку система работает с пресной водой, затраты на очистку, обслуживание и замену компонентов сокращаются.
  • Меньше коррозии: Поскольку система забортной воды находится только в центральной части, коррозия труб и клапанов уменьшается.
  • Более высокая скорость жидкости, следовательно, лучший теплообмен: Более высокая скорость возможна в системе пресной воды, что приводит к уменьшению количества трубопроводов и низкой стоимости установки.
  • Использование более дешевых материалов: Поскольку коэффициент коррозии уменьшается, дорогие материалы не требуются для клапанов и трубопроводов.
  • Поддерживается постоянный уровень температуры: Так как температура регулируется независимо от температуры морской воды, поддерживается стабильная температура, что помогает снизить износ оборудования.
  • Меньший износ деталей двигателя: Меньший износ гильзы цилиндра, так как рубашка поддерживается в теплом состоянии, что предотвращает холодную коррозию.
  • Идеально для машинного отделения без обслуживающего персонала: Повышенная надежность и контроль температуры системы, обеспечиваемый центральной системой охлаждения, делают ее идеальным выбором для необитаемого машинного отделения.

Недостатки центральной системы охлаждения

  • Высокая стоимость установки
  • Ограничение низкой температуры

Заявление об ограничении ответственности: Вышеупомянутые взгляды принадлежат только автору. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом.Автор и компания «Марин Инсайт» не заявляют об их точности и не несут за это никакой ответственности. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Данная статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и компании Marine Insight.

central cooling system central cooling system

Теги: руководство по машинному отделению

.

Основные принципы выбора насосов. Расчет насосов

Пример № 1

Плунжерный насос одностороннего действия обеспечивает расход перекачиваемой среды 1 м 3 / ч. Диаметр плунжера 10 см, длина хода 24 см. Скорость вращения рабочего вала 40 об / мин.

Необходимо определить объемный КПД насоса.

Решение:

Площадь поперечного сечения плунжера:

F = (π · d²) / 4 = (3,14 · 0,1²) / 4 = 0,00785 м²2

КПД выражается по формуле расхода плунжерного насоса:

η В = Q / (F · S · n) = 1 / (0,00785 · 0,24 · 40) · 60/3600 = 0,88

Пример №2

Двухпоршневой насос двойного действия создает напор 160 м при перекачке нефти плотностью 920 кг / м 3 . Диаметр поршня — 8 см, диаметр штока — 1 см, длина хода поршня — 16 см. Скорость вращения рабочего вала составляет 85 об / мин. Необходимо рассчитать требуемую мощность электродвигателя (КПД насоса и электродвигателя принять 0,95, а поправочный коэффициент 1,1).

Решение:

Поперечные сечения поршня и штока:

F = (3,14 · 0,08²) / 4 = 0,005024 м²

F = (3,14 · 0,01²) / 4 = 0,0000785 м²

Производительность насоса определяется по формуле:

Q = N · (2F-f) · S · n = 2 · (2 ​​· 0,005024-0,0000785) · 0,16 · 85/60 = 0,0045195 м³ / ч

Затем находим полезную мощность насоса:

Н П = 920 · 9,81 · 0,0045195 · 160 = 6526,3 Вт

С учетом КПД и поправочного коэффициента получаем окончательную установленную мощность:

N УСТ = 6526,3 / (0,95 · 0,95) · 1,1 = 7954,5 Вт = 7,95 кВт

Пример №3

Трехпоршневой насос перекачивает жидкость плотностью 1080 кг / м 3 из открытого резервуара в резервуар под давлением 1,6 бар с расходом 2,2 м 3 / час. Геометрический напор гидролифта 3,2 метра. Полезная мощность, потребляемая на перекачку жидкости, составляет 4 кВт. Необходимо определить величину потери напора.

Решение:

Находим напор, создаваемый насосом, по формуле полезной мощности:

H = N П / (ρ · г · Q) = 4000 / (1080 · 9,81 · 2,2) · 3600 = 617,8 м

Подставляем найденное значение напора в формулу напора, выраженного в разнице давлений, и находим искомую величину

ч п = H — (p 2 -p 1 ) / (ρ · г) — H г = 617,8 — ((1,6-1) · 10 5 ) / (1080 · 9,81) — 3,2 = 69,6 м

Пример № 4

Реальная производительность винтовой трубы составляет 1.6 м 3 / ч. Геометрические характеристики насоса: эксцентриситет — 2 см; диаметр ротора — 7 см; шаг винтовой поверхности ротора — 14 см. Скорость вращения ротора 15 об / мин. Необходимо определить объемный КПД насоса.

Решение:

Запрашиваемое количество выражаем по формуле производительности винтового насоса

η В = Q / (4 · e · D · T · n) = 1,6 / (4 · 0,02 · 0,07 · 0,14 · 15) · 60/3600 = 0,85

Пример № 5

Необходимо рассчитать напор, расход и полезную мощность центробежного насоса, перекачивающего маловязкую жидкость плотностью 1020 кг / м. 3 из резервуара с избыточным давлением 1.2 бара к резервуару с избыточным давлением 2,5 бар по данному трубопроводу с диаметром трубы 20 см. Общая длина трубопровода (суммарно с эквивалентной длиной местных сопротивлений) составляет 78 м (коэффициент трения принят равным 0,032). Перепад напоров резервуаров 8 метров.

Решение:

Для маловязких сред выбираем оптимальную скорость движения в трубопроводе 2 м / с. Рассчитаем расход жидкости через заданный трубопровод:

Q = (π · d²) / 4 · w = (3,14 · 0,2²) / 4 · 2 = 0,0628 м³ / с

Скоростной напор трубы:

Вт² / (2 · g) = 2² / (2 · 9,81) = 0,204 м

При соответствующей скорости напора потери на трение и местные сопротивления будут равны:

H Т = (λ · l) / d э · [w² / (2g)] = (0,032 · 78) / 0,2 · 0,204 = 2,54 м

Общий напор будет равен:

H = (p 2 -p 1 ) / (ρ · г) + H г + h п = ((2,5-1,2) · 10 5 ) / (1020 · 9,81) + 8 + 2,54 = 23,53 м

Еще предстоит определить полезную мощность:

Н П = ρ · г · Q · H = 1020 · 9,81 · 0,0628 · 23,53 = 14786 Вт

Пример № 6

Целесообразно ли перекачивать воду центробежным насосом производительностью 50 м 3 / час через 150 х 4.Трубопровод 5 мм?

Решение:

Рассчитываем скорость течения воды в трубопроводе:

Q = (π · d²) / 4 · w

w = (4 · Q) / (π · d²) = (4 · 50) / (3,14 · 0,141²) · 1/3600 = 0,89 м / с

Скорость для потока воды в трубопроводе подачи составляет 1,5-3 м / с. Полученное таким образом значение скорости потока не попадает в этот интервал, откуда можно сделать вывод о нецелесообразности использования данного центробежного насоса.

Пример № 7

Необходимо определить коэффициент подачи шестеренчатого насоса.Геометрические характеристики насоса: сечение зазора между зубьями шестерни 720 мм 2 ; количество зубьев — 10; длина зуба шестерни — 38 мм. Скорость вращения 280 об / мин. Реальная подача шестеренчатого насоса 1,8 м 3 / час.

Решение:

Теоретическая производительность насоса:

Q = 2 · f · z · n · b = 2 · 720 · 10 · 0,38 · 280 · 1 / (3600 · 10 6 ) = 0,0004256 м³ / ч

Соответственно коэффициент доставки равен:

η В = 0,0004256 / 1,8 · 3600 = 0,85

Пример №8

Насос КПД 0,78 перекачивает жидкость плотностью 1 030 кг / м 3 и 132 м 3 расход / час. Напор, создаваемый в трубопроводе, составляет 17,2 м. Насос приводится в действие электродвигателем мощностью 9,5 кВт и КПД 0,95. Необходимо определить, соответствует ли этот насос требованиям по пусковому крутящему моменту.

Решение:

Рассчитаем полезную мощность, потребляемую непосредственно на перекачку среды:

Н П = ρ · г · Q · H = 1030 · 9,81 · 132/3600 · 17,2 = 6372 Вт

Мы учитываем КПД насоса и электродвигателя и определяем полную потребляемую мощность электродвигателя:

N = N / (η · η ) = 6372 / (0,78 · 0,95) = 8599 Вт

Зная установленную мощность двигателя, определяем запас по мощности электродвигателя:

β = N У / N Д = 9500/8599 = 1,105

Для двигателей мощностью от 5 до 50 кВт рекомендуется выбирать запас пусковой мощности от 1.2 до 1,15. Полученное нами значение не попадает в этот интервал, откуда можно сделать вывод, что при работе данного насоса в заданных условиях могут возникнуть проблемы при его запуске.

Пример № 9

Центробежный насос перекачивает жидкость плотностью 1130 кг / м 3 из открытого резервуара в реактор с рабочим давлением 1,5 бар и расходом 5,6 м 3 / час. Геометрическая разница напоров составляет 12 метров, при установке реактора под резервуаром.Потери на трение напора в трубах и местные сопротивления равны 32,6 м. Необходимо определить полезную мощность насоса.

Решение:

Рассчитаем напор, создаваемый насосом в трубопроводе:

H = (p 2 -p 1 ) / (ρ · г) + H г + h п = ((1,5-1) · 10 5 ) / (1130 · 9 , 81) — 12 + 32,6 = 25,11 м

Полезная мощность насоса определяется по формуле:

Н П = ρ · г · Q · H = 1130 · 9,81 · 5,6 / 3600 · 25,11 = 433 Вт

Пример № 10

Определяем предельное увеличение расхода закачки воды (плотность принята равной 1000 кг / м3 3 ) из открытого резервуара в другой открытый резервуар с расходом 24 м 3 / час.Геометрический напор гидролифта 5 метров. Вода подается по трубам 40 х 5 мм. Мощность электродвигателя 1 кВт. Общий КПД агрегата принят равным 0,83. Суммарные потери напора на трение в трубах и местные сопротивления составляют 9,7 м.

Решение:

Определяем максимальное значение расхода, соответствующее максимально возможной полезной мощности, развиваемой насосом. Для этого сначала определим несколько промежуточных параметров.

Рассчитываем необходимый напор для откачки воды:

H = (p 2 -p 1 ) / (ρ · г) + H г + h п = ((1-1) · 10 5 ) / (1000 · 9,81 ) + 5 + 9,7 = 14,7 м

Полезная мощность, развиваемая насосом:

Н П = Н общ / η Н = 1000 / 0,83 = 1205 Вт

Находим максимальное значение расхода по формуле:

Н П = ρ · г · Q · H

Находим искомое количество:

Q макс = N П / (ρ · г · H) = 1205 / (1000 · 9,81 · 14,7) = 0,00836 м³ / с

Расход воды можно увеличить 1.Максимум 254 раза без нарушения требований к эксплуатации насоса.

Q макс / Q = 0,00836 / 24 · 3600 = 1,254

Наши инженеры всегда готовы оказать консультационные услуги или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемому нами насосному оборудованию и трубопроводной арматуре.

Запросы на насосы просим направлять в технический отдел нашей компании на E-mail: [email protected], телефон +7 (495) 225 57 86

Центральный офис NCE GmbH
Наша сервисная компания Intekh GmbH

Головные представительства в странах СНГ:
Россия
Казахстан
Украина
Туркменистан
Узбекистан
Латвия
Литва

.

Калькулятор охлаждения киля и конструкция бака

Обзор

В типичном современном дизельном двигателе тепла, выделяемого в процессе сгорания, примерно 30% используется для выработки энергии, 30% выводится через выхлопные газы, 10% выделяется естественным путем, а 30% передается в систему охлаждения двигателя. и его нужно рассеять.

Существует прямая зависимость между мощностью двигателя, скоростью, нагрузкой и последующим выделением тепла (в кВт), которое необходимо отводить из системы охлаждения двигателя.Это позволяет произвести расчет, который определяет минимальную площадь поверхности корпуса, которая требуется для воздействия прохладной воды канала, реки или моря.

Эта корреляция зависит от материала, из которого изготовлен корпус и охлаждающий бак из-за снижения эффективности теплопроводности. Хотя двигатель Narrowboat, Wide Beam или Dutch Barge не всегда может использоваться на полной скорости (об / мин), что, как следствие, будет генерировать меньше тепла, которое необходимо рассеять, площадь поверхности резервуара всегда должна обеспечивать охлаждение двигателя в зависимости от его максимальной номинальной мощности. мощность.

Для корпусов, изготовленных из стали, расчет составляет;

Мощность двигателя ÷ 4 = площадь в квадратных футах

Двигатель кВт ÷ 32 = площадь

квадратных метров

Для корпусов, изготовленных из алюминия, расчет составляет;

Мощность двигателя ÷ 5 = площадь в квадратных футах

Двигатель кВт ÷ 40 = площадь

квадратных метров

Конструкция резервуара — вертикальный

В зависимости от конструкции корпуса и компоновки вертикальные резервуары предпочтительнее базовых резервуаров, поскольку они наиболее эффективны при поддержании максимального количества контакта поступающей горячей воды двигателя с охлаждающей внешней поверхностью.Как следствие, расширение охлаждающей жидкости двигателя сводится к минимуму.

Для максимальной эффективности они должны располагаться ниже ватерлинии и предпочтительно встраиваться в зону плавания корпуса. Профиль резервуара должен быть тонким (30 <40 мм) с входным отверстием, расположенным в верхней части резервуара на одном конце, и выпускным отверстием, расположенным в нижней части резервуара на том же конце. Сливной винт должен быть установлен в самой высокой точке резервуара.

Чтобы обеспечить поддержание эффективного циркуляционного потока через резервуар с максимальной эффективностью охлаждения, резервуар должен иметь перегородку, расположенную внутри горизонтально, эффективно разделяющую резервуар на две отдельные области, через которые вода должна течь U-образным образом.

Перегородка должна быть как можно более простой, чтобы не было ограничений на циркуляционный насос двигателя, и должна быть непрерывно приварена к внутренней части внешней обшивки корпуса и как можно плотнее прилегать к внутренней стороне цистерны для обеспечения максимального теплового воздействия. проводимость.

Конструкция резервуара — расширение

Когда вода нагревается, ее плотность падает и, как следствие, увеличивается объем;

Типичная смесь водяного антифриза с содержанием 30% при 10 ° C имеет плотность 1043 кг / м. 3

При типичной рабочей температуре двигателя 80 ° C 80 она падает до 1005 кг / м 3

Это соответствует увеличению объема охлаждающей жидкости почти на 4% для 45.5 л (10 галлонов) система в приравнивают расширения до почти 1,7 литра дополнительного (3 пинты), поэтому положение требуется для этого расширения путем добавления в цепь в бачок дистанционного заголовка соответствующего размера. Если этого не сделать, вода будет теряться из-за переполнения крышки охлаждающей жидкости двигателя, и ее необходимо заменять каждый раз, когда двигатель остывает.

Переполнение крышки охлаждающей жидкости двигателя

Выносной бачок коллектора охлаждающей жидкости

Конструкция резервуара — Гидравлическая силовая установка

Полная гидравлическая система привода обеспечивает надежный метод движения с преимуществом, позволяющим устанавливать в любом удобном месте на узкой лодке, широкой балке или голландской барже.Компромисс в том, что полная гидравлическая тяга не так эффективна, как механическая, и выделяет дополнительное тепло. Как следствие, охлаждающая поверхность бака должна быть увеличена минимум на 30%.

Калькулятор охлаждения киля

Двигатель Сталь
фут2 / м2
Сталь — гидравлический
Привод фут2 / м2
Алюминий
фут2 / м2
Алюминий — гидравлический
Привод фут2 / м2
Бета 14 3.50 / 0,31 4,50 / 0,40 3,00 / 0,25 4,00 / 0,32
Бета 16 4,00 / 0,37 5,50 / 0,49 3,50 / 0,30 4,50 / 0,39
Бета 20 5,00 / 0,46 6,50 / 0,61 4,00 / 0,37 5,50 / 0,48
Бета 25 6,50 / 0,58 8,50 / 0,75 5,00 / 0,46 6,50 / 0,60
Бета 30 7.50 / 0,70 10,00 / 0,90 6,00 / 0,56 8,00 / 0,72
Бета 38 9,50 / 0,88 12,50 / 1,15 8,00 / 0,71 10,00 / 0,92
Бета 43 11,00 / 1,00 14,00 / 1,30 9,00 / 0,80 11,50 / 1,04
Бета 50 12,50 / 1,16 16,50 / 1,52 10,00 / 0,93 13,00 / 1,21
Бета 60 14.00 / 1,30 18,50 / 1,70 11,50 / 1,04 15,00 / 1,36
Бета 75 19,00 / 1,74 24,50 / 2,28 15,00 / 1,39 19,50 / 1,82
Beta 90T 22,50 / 2,09 29,50 / 2,73 18,00 / 1,67 23,50 / 2,18
Бета 105T 25,00 / 2,30 32,50 / 2,97 20,00 / 1,84 26.00 / 2.38
Бета 115T 29,00 / 2,67 37,50 / 3,48 23,00 / 2,14 30,00 / 2,79

.