Выбор основных параметров расчет и конструирование тепловозов Проектирование пассажирского (стр. 5 из 9)

С учетом загрязнений

3.4.29 Гидравлическое сопротивление водяного тракта теплообменника

составит

Величина коэффициента

определяется в зависимости от принятой скорости и температуры воды в трубках по графику (см. рис. 3.9. методич. указ.). Принимаем величину .

3.4.30 Определяем расход мощности на привод водяного

и масляного

насосов

Принимая, как и ранее, двукратный запас мощности на привод насосов, окончательно получим

и .

3.5 Компоновка охлаждающего устройства проектного тепловоза и выбор вентиляторов

Для выбора типа, размеров и необходимой производительности одного или нескольких вентиляторов необходимо предварительно наметить количество шахт холодильника и определить размеры фронта радиаторов в каждой шахте.

Находим фронтальные размеры шахты при использовании стандартных радиаторов с активной длиной секции 1206мм. Всего в двух контурах охлаждения 34 секции радиаторов. Значит с одной стороны шахты будет установлено 17 секций. Тогда

При проектировании тепловозов вентиляторы холодильника выбираются из числа выпускаемых промышленностью. Поскольку тепловозные холодильники характеризуются значительными величинами расходов воздуха и сравнительно небольшими аэродинамическими сопротивлениями воздушных трактов, то для обеспечения этих условий наилучшими являются осевые вентиляторы. Они компактнее, легче, проще по конструкции, а главное, экономичнее центробежных вентиляторов.

Число вентиляторов, обслуживающих каждую шахту, и диаметр рабочего колеса выбирается из условия наилучшего обдувания секций радиатора воздухом и возможности размещения вентилятора. Расчет вентилятора в этом случае позволяет определить его частоту вращения и угол установки лопастей, при котором к.п.д. вентилятора будет наибольшим. Определяется также и величина мощности, затрачиваемой на привод вентилятора.

Учитывая величину фронтальной поверхности проектируемого холодильника выбираем для охлаждения секций два вентилятора. Диаметр рабочего колеса вентилятора находится с учетом технологических и конструктивных допусков на установку в виде

К расчету принимаем 2 вентилятора серии УК-2М с диаметром рабочего колеса 1200 мм.

В дальнейшем следует определить параметры аэродинамической сети : необходимый расход воздуха

и напор воздуха , привести зависимость к безразмерной характеристики сети и совместимость её (т.е. решить совместно) с безразмерной аэродинамической характеристикой вентилятора .

Кроме этого определяются: угловая скорость вращения вентиляторного колеса

, угол установки лопастей , к.п.д. вентилятора и расход мощности на их привод.

3.5.1 Определяем величину средней температуры воздуха в шахте холодильника

3.5.2 Определяем необходимый расход воздуха в аэродинамической сети при температуре

,

где

- плотность воздуха при температуре 71,6 °С.

,

где 287- значение удельной газовой постоянной воздуха

3.5.3 Для расчета полного напора или давления воздуха, создаваемого вентиляторами

, необходимо рассчитать скорость воздушного потока

и все составляющие аэродинамического сопротивления движению воздуха

Определяем скорость воздуха в сечении, омываемом лопастями вентилятора

Определяем степень поджатия потока воздуха

,

где

- общая площадь фронта радиатора радиаторов, обслуживаемая вентилятором, - высота шахты холодильника с радиаторами (можно принимать равной 1,9 м)

Рис. 3 Принципиальная схема аэродинамической сети шахты холодильника

Определяем аэродинамическое сопротивление боковых жалюзи

,

где

- коэффициент сопротивления проходу воздуха через боковые жалюзи,

- плотность воздуха при температуре 40°С, - скорость воздуха перед фронтом боковых жалюзи.

,

где

- фронтальная поверхность одной секции радиатора

Определяем аэродинамическое сопротивление секций

,

где

- число Эйлера. Подсчитывается в зависимости от Величины числа Рейнольдса, полученного ранее для воздуха при тепловом расчете секций ( ). В нашем случае находится в пределах 1400…3382. Значит число Эйлера рассчитывается на основании выражения

,

где

-температурный фактор, рассчитываемый в виде

Определяем аэродинамическое сопротивление шахты

,

где

- коэффициент аэродинамического сопротивления шахты

Рассчитываем аэродинамическое сопротивление вентилятора

Находим аэродинамическое сопротивление верхних жалюзи

Рассчитаем полное давление воздуха, которое необходимо обеспечить вентилятору