Система охлаждения двигателя

Систему охлаждения двигателя рассчитаем для номинального режима работы. Расчёт системы жидкостного охлаждения сводится к определению площади поверхности радиатора, основных размеров водяного насоса и подбору вентилятора.

Исходным параметром для расчёта системы охлаждения является количество теплоты, которое необходимо отвести от двигателя в охлаждающую среду в единицу времени.

Расчет радиатора

Для проектируемого четырехтактного двигателя жидкостного охлаждения количество отводимой теплоты определим по имперической формуле:

где С=0,46 – коэффициент пропорциональности;

ΔНu=6700 кДж/кг – количество теплоты, теряемой в связи с неполнотой сгорания из-за недостатка кислорода;

α=1 – коэффициент избытка воздуха; m=0,65 – показатель степени.

С учётом загрязненности радиатора количество теплоты, отводимой от двигателя охлаждающей жидкостью будет:

где φ=1,12 – коэффициент запаса.

Вместимость жидкостного охлаждения примем по следующему соотношению:

Количество воздуха, проходящего через радиатор определим по формуле:

где Свозд=1,005 кДж/кгК – средняя удельная теплоемкость воздуха;

ρвозд=1,13 кг/м³ - плотность воздуха;

Твозд.вх=313 К – температура воздуха перед радиатором;

Твозд.вых =Твозд.вх+ΔТвозд =313+27=340 К – температура воздуха после радиатора;

Qвозд=Qжр=56952 Дж/с – количество теплоты, передаваемой охлаждающему воздуху.

Циркуляционный расход охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор (подача жидкости насосом):

где Сж=3,84 кДж/кгК –удельная теплоемкость этиленгликоля;

ρж=1,13 кг/м³ - плотность тосола;

ΔТж=8 К – температурный перепад в системе.

Средняя температура жидкости в радиаторе будет:

где Тжвх=367 К – температура охлаждающей жидкости на входе в радиатор.

Средняя температура воздуха, проходящего через радиатор будет:

Необходимую площадь поверхности охлаждения радиатора вычислим по формуле:

где Кж=142 Вт/м²К – коэффициент теплопередачи от охлаждающей жидкости в стенки радиатора.

Фронтовую поверхность радиатора выполняют в виде квадрата, обеспечивая при этом равенство площадей: ометаемой вентилятором и фронтовой площади радиатора. Фронтовая (лобовая) поверхность радиатора будет:

где - скорость воздуха перед фронтом радиатора без учёта скорости движения машины.

Глубину сердцевины радиатора определим по формуле:

где - коэффициент компактности радиатора.

Высоту Н и ширину В радиатора принимаем из соотношения:

Получаем: Н=0,3 м; В=0,43 м.

Расчет жидкостного насоса

Жидкостный насос должен обеспечить расход жидкости через радиатор системы охлаждения. Расчетная производительность насоса определяется с учетом утечек жидкости из нагнетательной полости в всасывающую.

Информация по теме:

Назначение и устройство верхнего строения пути
Устройство ВСП, имеющее следующие элементы(согласно заданию) · рельсы с массой погонного метра 50 кг/м; · шпалы; · балласт щебень; · рельсовые скрепления – согласно используемых элементов. Верхнее строение пути (ВСП) служит для направления движения подвижного состава, восприятия силовых воздействий ...

Техническое устройство как объект оценки надежности
Надежность является сложным свойством, которое, в зависимости от назначения и условий применения объекта, состоит из сочетаний свойств безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохранности. Безотказность есть свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение заданног ...

Экономия эксплуатационных расходов на топливо
Экономической эффективности использование диагностической аппаратуры в условиях инфляции и связанного с ней роста цен на оборудование, материалы энергоресурсы, уровня оплаты труда, себестоимости перевозок многократно опережают рост доходов железнодорожного транспорта, существенное значение приобрет ...