Моделювання робочого процесу чотирьохтактного дизеля (стр. 9 из 13)

Переріз по ширині для проходу масла, м² :

(4.11)

де

- з формули (4.10);

- з вихідних даних;

S- з формули (4.9);

Переріз для проходу масла, м²:

(4.12)

де

- з вихідних даних;

b- з вихідних даних;

- з вихідних даних;

При t _мсер визначаємо теплоємність масла, кДж/(кг·К):

(4.13)

де t _мсер - з формули (4.6);

Циркуляційна витрата масла через двигун, кг/с:

(4.14)

де С_рm - з формули (4.13);

Q_м- з формули (4.2);

дt_м - перепад температур масла на масляному холодильнику (10...12°С).

У зв'язку з тим, що шестерінчастий масляний насос має погану герметичність між ємностями нагнітання та всмоктування, приймаємо розрахункову витрату масла в 2...З рази вищою, ніж теоретичну за формулою:

(4.15)

де G_мр - з формули (4.14);

Об'ємна циркуляційна витрата масла через двигун, м³/с:

(4.16)

де G_мр - з формули (4.14);

з вихідних даних;

Швидкість руху масла, м/с:

(4.17)

де

-витрата масла через теплообмінник .

- з формули (4.12);

Число Рейнольдса для масла :

(4.18)

де

- з формули (4.17);

- з вихідних даних;

- з вихідних даних;

Число Прандля для масла :

(4.19)

де

- з вихідних даних;

С_рm - з формули (4.13);

з вихідних даних;

- з вихідних даних;

Число Прандля при середній температурі стінки t_ср=70 ⁰С:

(4.20)

де

- з вихідних даних;

С_рm - з формули (4.13);

з вихідних даних;

- з вихідних даних;

Коефіцієнт тепловіддачі від масла до стінок трубок теплообмінника:

(4.21)

де

- з формули (4.18);

- з формули (4.19);

- з формули (4.20);

Коефіцієнт тепловіддачі теплообмінника кВт:

(4.22)

де

- з формули (4.8);

- з формули (4.21);

- з вихідних даних;

- з вихідних даних;

Середня температура стінки визначена розрахунком

:

(4.23)

де

- з формули (4.6);

- з формули (4.5);

- з формули (4.8);

- з формули (4.21);

Середньологорифмічна різниця температур

:

(4.24)

де

- з формули (4.4);

- з формули (4.6);

- з формули (4.3);

з вихідних даних;

Поверхня охолоджувача теплообмінника,м²:

(4.25)

де

- з вихідних даних;

L- з вихідних даних;

n- з вихідних даних;

Поверхня охолоджувача теплообмінника з урахуванням забруднення, м²:

(4.26)

Кількість теплоти відведене теплообмінником,кВт:

(4.27)

де К- з формули (4.22);

F₃- з формули (4.26);

- з формули (4.24);

4.3Розрахунок масляного насоса

Масляні системи всіх тепловозних двигунів виконані циркуляційними проточними. Змащування підшипників в них виконується під тиском, а деталей ЦПГ - розпилюванням масла, що забезпечує високу надійність змащування і інтенсивний теплопідвід від деталей.

Необхідна кількість масла, яка витрачається через двигун в одиницю часу, залежить від циклу та розміру пар, які труться між собою, величини поверхні вузлів, омитих маслом, та інтенсивності теплопідвода від охолоджування поршнів.

Запас масла у дизелі, кг:

(4.28)

де

= 0,7...0,8 кг/кВт

Потужність витрачена на привід насоса, кВт:

(4.29)

де

- з формули (4.16);

- з вихідних даних;

- механічний к.к.д. насоса, який дорівнює 0,85...0,9 та

враховує втрати потужності на тертя та гідравлічний опір;

- об'ємний коефіцієнт подачі від 0,7...0,8.

Розміри шестірні насоса визначаються враховуючи те, що об'єм впадин дорівнює об'єму зуба шестерні, висота зуба дорівнює h=2,25m, та кожна шестірня подає масло кожними впадинами.

Діаметр початкової окружності, мм:

(4.30)

де т - прийнятий модуль зуба (для середньообертових дизелів 8...12 мм);

z - число зубців (9...12 шт.);

Частота обертання зубчатого колеса, хв^-1:

(4.31)

де U-обводова швидкість колеса (приймається 8ч10 м/с);

- з формули, (4.30) ;

Довжина зуба, мм:

(4.32)

де

- з формули (4.16)

- з формули (4.30)

h - висота зуба, знаходиться як 2,25m, мм;

n - з формули (4.31);

5. СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ

До системи автоматичного регулювання входить всережимний регулятор частоти обертання та потужності та система автоматичного захисту.

5.1 Регулятор частоти обертання

Дизель 10Д80 має всережимний ізодромний регулятор частоти обертання і навантаження (потужність) відцентрового типу з автоматичною масляною системою, а також з додатковими пристроями, які забезпечують дистанційне управління зміни управління навантаження генератора. Призначення генератора – регулювати кількість палива, яке потрапляє до циліндрів дизеля, і збудження генератора таким чином, щоб підтримувати задану частоту обертання колінчатого вала і дану потужність дизеля на кожному заданому режимі навантаження.