Вентилятор.

Параметры вентилятора системы охлаждения выбираются исходя из характеристик вентиляторов. Основными геометрическими размерами, которые определяются при компоновке и затем задаются при расчете, являются:

- диаметр колеса вентилятора, D, м;

- тип колеса вентилятора (центробежный, осевой);

- взаимное расположение колеса, радиаторов, воздуховодов.

Дополнительно задается: для осевых вентиляторов - угол установки лопаток колеса; для центробежных вентиляторов - размеры спирального кожуха.

Тип колеса вентилятора, его параметры, геометрические размеры и окружная скорость должны выбираться таким образом, чтобы рабочий режим находился в области устойчивой работы вентилятора при коэффициенте расхода, превосходящего значение, соответствующее максимальному напору и возможно ближе к режиму максимального статического КПД. Как правило, наиболее эффективным методом получения высокого статического КПД является увеличение диаметра колеса вентилятора (при соответствующих проходных сечениях воздуховодов), однако этот путь ограничен компоновочными возможностями.

Повышение окружной скорости является наименее экономичным способом повышения производительности. Величина окружной скорости ограничена требованиями прочности вентилятора и допустимого шума.

Обычно окружные скорости центробежных вентиляторов лежат в пределах 90...120 м/с, осевых - 130...160 м/с.

Пакет радиаторов целесообразно располагать на линии всасывания вентилятора, что позволяет избежать дополнительного подогрева и увеличенной неравномерности потока воздуха на входе в радиаторы.

Входной воздуховод вентилятора следует по возможности выполнять конфузорным или имеющим минимальную диффузорность. Выходной воздуховод и выходные жалюзи должны быть диффузорными.

Схемы вентиляторных установок с типичным расположением узлов приведены на рис.4.

Расчет системы охлаждения производится в следующем порядке:

1. Определяется характеристика воздуходувного устройства (эжектора или вентилятора).

2. Определяется сопротивление трассы и расход охлаждающего воздуха.

3. Определяется значение температуры окружающего воздуха, при которой на расчетных режимах достигаются максимально допустимые температуры охлаждающей жидкости и масла при заданных условиях.

1.2. Расчет характеристик воздуходувных устройств.

1.2.1. Расчет характеристик эжектора параллельного типа, работающего на квазистационарном потоке отработавших газов.

Основные геометрические параметры эжектора определяются при его компоновке и являются исходными данными для расчета характеристик. Расчетные схемы эжекторов данного типа приведены на рис.5.

Исходные геометрические параметры:

Высота камеры смещения H, м.

Ширина проходного сечения камеры B, м.

Расстояние от сопла до входа в камеру смещения l_с, м.

Длина камеры смещения L_к, м.

Длина диффузора L_Д, м.

Углы раскрытия диффузора на сторону a₁, a₂.

Число рядов сопел n.

Число сопел z_c.

Расчет характеристики эжектора производится в следующей последовательности:

1. Из таблицы 3 выбирается значение поправки на сжимаемость газа k_f в зависимости от P_r.

Таблица 3.

Поправки на сжимаемость газа.

Pr, кПа	0.6	0.8...1.2	1.4...2.2	2.4...3.0	3.2...3.8	4.0...4.8	5.0
kf	1.00	1.005	1.010	1.015	1.020	1.025	1.030

2. Определяется площадь сопел эжектора

где B_а - атмосферное давление, Па.

Для эжектора, состоящего из нескольких участков определяется

площадь сопел на каждом участке

При наличии существенных потерь в трассе подвода газа от двигателя к соплам эжектора вместо P_r берется (P_r - DP_тр), где потери DP_тр определяются общетехническими методами.

3. Подсчитывается масштаб эжектора

4. Задается x_вх =0,05 при условии выбора l_с и входных воздуховодов в соответствии с рекомендациями приведенными на рис.2.

5. Коэффициент a = 2/m.

6. Коэффициент

7. Определяется эквивалентный диаметр, равный диаметру круга, равновеликого участку камеры, приходящемуся на одно сопло

8. Относительная длина участка смещения

9. Относительная длина диффузора

10. Рассчитывается коэффициент восстановления давления в диффузоре f₀₁.

Для диффузора с прямолинейными образующими, выполненными в соответствии с рекомендациями, приведенными на рис.2.

где f₀ определяется по величине L_Д из графика на рис.6.

Для диффузоров других типов f₀₁ определяется общетехническими методами.

Для проведения дальнейших расчетов задаются значения параметра a {0,24; 0,32; 0,44; 0,53; 0,67; 0,90; 1,25} и для каждого параметра a последовательно определяются следующие величины.

11. Из таблицы 4 определяется приведенный коэффициент эжекции

по значениям m для каждого параметра a. Недостающие значения оцениваются линейной интерполяцией.

Таблица 4.

Приведенный коэффициент эжекции

	Значения a
M	0.24	0.32	0.44	0.53	0.67	0.90	1.25
	3.30 3.60 3.90 4.20 4.50 4.75 5.00 5.25 5.50 5.75 6.00 6.25 6.70 7.10 7.50 7.90 8.30 8.65 9.00 9.35 9.70 10.05	2.90 3.20 3.50 3.75 4.00 4.20 4.40 4.60 4.80 5.00 5.20 5.40 5.75 6.10 6.40 6.70 7.00 7.30 7.60 7.90 8.20 8.45	2.45 2.70 2.95 3.20 3.40 3.60 3.80 4.00 4.15 4.30 4.45 4.60 5.00 5.30 5.60 5.90 6.20 6.50 6.75 7.00 7.25 7.65	2.20 2.40 2.60 2.80 3.00 3.20 3.40 3.60 3.75 3.90 4.05 4.20 4.50 4.85 5.20 5.45 5.70 5.95 6.20 6.40 6.60 6.80	1.90 2.10 2.30 2.50 2.70 2.90 3.05 3.20 3.35 3.50 3.65 3.80 4.10 4.40 4.60 4.80 5.00 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00	1.60 1.80 2.00 2.15 2.30 2.45 2.60 2.75 2.90 3.00 3.10 3.20 3.40 3.60 3.80 4.00 4.20 4.40 4.60 4.80 4.95 5.10	1.30 1.45 1.60 1.75 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.80 3.00 3.20 3.35 3.50 3.65 3.80 3.95 4.10 4.25

Примечание: при m > 40

12. Из таблицы 5 определяется полное расстояние струи h_c по значениям m для каждого параметра a. Недостающие значения получаются линейной интерполяцией.

Таблица 5.

Полное расстояние струи h_c

	Значения a
m	0.24	0.32	0.44	0.53	0.67	0.90	1.25
	2.65 2.57 2.50 2.42 2.35 2.25 2.18 2.12 2.07 2.02 1.97 1.92 1.82 1.75 1.65 1.60 1.51 1.47 1.42 1.35 1.25 1.20	2.60 2.50 2.40 2.30 2.22 2.15 2.03 1.95 1.88 1.80 1.75 1.70 1.62 1.55 1.50 1.45 1.42 1.38 1.32 1.25 1.15 1.05	2.50 2.40 2.35 2.25 2.15 2.05 1.95 1.85 1.80 1.75 1.65 1.62 1.55 1.48 1.40 1.35 1.32 1.30 1.25 1.20 1.10 1.05	2.50 2.40 2.35 2.25 2.15 2.05 1.95 1.85 1.80 1.75 1.65 1.62 1.55 1.48 1.40 1.35 1.32 1.30 1.25 1.20 1.10 1.05	2.47 2.35 2.25 2.20 2.10 2.00 1.90 1.82 1.75 1.70 1.65 1.62 1.55 1.48 1.37 1.35 1.32 1.30 1.25 1.20 1.10 1.05	2.20 2.15 2.05 2.00 1.90 1.85 1.79 1.73 1.67 1.62 1.58 1.55 1.47 1.42 1.35 1.34 1.32 1.30 1.25 1.20 1.05 1.05	2.00 1.90 1.82 1.77 1.70 1.62 1.55 1.50 1.45 1.42 1.38 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 1.12 1.10 1.05 1.00 0.90 0.90

13. Условная длина участка смешения

14. Коэффициент неравномерности поля скоростей в выходном сечении камеры K₃ берется из таблицы 6 по значению L_s.

Таблица 6.

Коэффициент неравномерности поля скоростей

в выходном сечении камеры K₃.

	Значения a
M	0.24	0.32	0.44	0.53	0.67	0.90	1.25
3.7 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.6 8.0	1.120 1.115 1.115 1.110 1.110 1.105 1.100 1.100 1.095 1.095 1.090 1.085 1.080 1.075 1.070 1.070 1.065 1.060 1.060 1.055 1.050 1.050 1.045 1.040 1.035 1.035 1.030 1.025 1.020 1.015 1.010 1.101	1.170 1.165 1.165 1.160 1.155 1.155 1.145 1.140 1.130 1.120 1.115 1.105 1.100 1.095 1.090 1.080 1.075 1.070 1.065 1.060 1.055 1.050 1.045 1.040 1.035 1.035 1.030 1.025 1.020 1.015 1.010 1.010	1.250 1.245 1.240 1.235 1.230 1.220 1.215 1.205 1.190 1.180 1.160 1.150 1.145 1.130 1.120 1.100 1.095 1.085 1.080 1.075 1.070 1.065 1.060 1.055 1.045 1.040 1.035 1.025 1.020 1.015 1.010 1.010	1.305 1.300 1.295 1.285 1.275 1.265 1.250 1.225 1.210 1.195 1.180 1.170 1.160 1.140 1.125 1.115 1.105 1.095 1.085 1.080 1.070 1.065 1.065 1.060 1.050 1.040 1.035 1.025 1.020 1.015 1.010 1.010	1.420 1.415 1.410 1.395 1.370 1.355 1.335 1.310 1.290 1.270 1.250 1.230 1.210 1.195 1.180 1.165 1.150 1.135 1.125 1.115 1.105 1.095 1.085 1.075 1.060 1.045 1.030 1.025 1.020 1.015 1.010 1.010	1.590 1.565 1.550 1.525 1.500 1.470 1.440 1.410 1.380 1.355 1.325 1.300 1.280 1.260 1.240 1.220 1.200 1.180 1.165 1.150 1.135 1.120 1.110 1.100 1.080 1.065 1.055 1.045 1.035 1.030 1.015 1.010	1.790 1.760 1.740 1.685 1.645 1.600 1.555 1.515 1.475 1.435 1.400 1.370 1.340 1.310 1.280 1.255 1.230 1.210 1.190 1.170 1.155 1.145 1.130 1.115 1.095 1.075 1.055 1.045 1.035 1.030 1.015 1.010

15. Коэффициент восстановления давления в диффузоре

16. Оценивается величина x

17. Определяется параметр A по зависимости

18. Определяется коэффициент C

19. Для значений , определенных по п.11, с помощью уравнения

рассчитывается величина DP/h₁, при этом коэффициенты уравнения берутся из соответствующих пунктов проведенного расчета (a - из п.5; b - из п.6; C - из п.18). Расчет производится с точностью до знака соответствующего третьей значащей цифре коэффициента a. В случае получения для малых значений параметра A отрицательных DP/h₁, эти точки в дальнейшем расчете во внимание не принимаются. Далее производится расчет размерной характеристики.

20. Давление P₁ рассчитывается по формуле, Па,

21. По значению P₁ определяется поправка на влияние сжимаемости газа k из графика на рис.7.

22. Вычисляется скоростной напор в соплах

h₁ = P₁·k.

23. Оценивается подогрев воздуха во входном воздуховоде эжектора Dt_э.

Dt_э = 5⁰С - при расположении в потоке эжектируемого воздуха только соплового аппарата;

Dt_э = 25⁰С - при расположении в потоке эжектируемого воздуха ресивера выпускной системы.

24. Принимается значение коэффициента K_Т

K_T = 0.85 при t_ж^max=100...115^oC;

K_T = 1.00 при t_ж^max= ³ 115^oC;

25. Вычисляется величина

Значение t_о назначается в соответствии с тактико-техническими требованиями.

26. Рассчитываются точки размерной характеристики по зависимостям:

в которых (DP/h₁) и - точки безразмерной характеристики вычисленные по пунктам 11 и 19.

27. Строится характеристика эжектора в координатах

DP=f(G).

Расчет характеристики эжектора, состоящего из частей с различными геометрическими размерами имеет следующие особенности.

В соответствии с п.3 определяется масштаб для каждой части эжектора

m_i = (H_iB_i)/f_ci,

где индексом i отмечены величины относящиеся к каждой части эжектора.

Производится расчет безразмерной характеристики в соответствии с п.п.4...19 для каждой части эжектора. Определяется h₁ и в соответствии с п.п.22...25.

Рассчитывается расход газа через сопла каждой части эжектора G_li, кг/c,

Размерные характеристики для каждой части эжектора строятся по уравнениям

Суммарная характеристика определяется путем сложения расходов через все части эжектора при одинаковых значениях DP

G =S G_i при DP=idem.

Пример расчета характеристики эжектора параллельного типа, работающего на квазистационарном потоке отработавших газов приведен в приложении П1.

1.2.2. Расчет характеристик эжектора

параллельно-последовательного типа, работающего

на квазистационарном потоке отработавших газов.

Применяемые схемы эжекторов параллельно-последовательного типа приведены на рис.2. Основные геометрические размеры эжектора определяются при его компоновке с учетом рекомендаций, приведенных на рис.2, и служат исходными данными для расчета характеристики.

Расчет характеристики эжектора производится в следующей последовательности:

1. Из таблицы 3 выбирается значение поправки на сжимаемость газа k_f в зависимости от P_r.

2. Определяется площадь сопел эжектора f_c аналогично п.2 раздела 1.2.1.

3. Подсчитывается масштаб эжектора.

4. Выбирается значение A в зависимости от геометрических размеров эжектора по аналогии с представленными на рис.2, для которых приведены экспериментальные значения A.

5. Задается x_вх = 0,05 при условии выбора l_с и входных воздуховодов в соответствии с рекомендациями, приведенными на рис.7.

Для проведения дальнейших расчетов задаются значения параметра a {0,24; 0,32; 0,44; 0,53; 0,67; 0,90; 1,25} и для каждого параметра a последовательно определяются следующие величины.

6. Из таблицы 4 определяется приведенный коэффициент эжекции по значениям m для каждого параметра a. Недостающие значения оцениваются линейной интерполяцией.

7. Оценивается коэффициент a=2/m.

8. Вычисляется коэффициент b

9. Определяется коэффициент С

10. Для значений , определенных по п.6, с помощью уравнения

рассчитывается величина DP/h, при этом коэффициенты уравнения берутся из соответствующих пунктов проведенного расчета (a - из п.7; b - из п.8; C - из п.9).

В случае получения для малых значений параметра a отрицательных DP/h, эти точки в дальнейшем расчете во внимание не принимаются. Далее производится расчет размерной характеристики аналогично п.20...27 раздела 1.2.1.

1.2.3. Расчет характеристик центробежных и осевых

вентиляторных установок.

Для расчета характеристик вентиляторной установки из выполненной компоновки берутся параметры:

- диаметр колеса вентилятора D, м;

- частота вращения вентилятора n_в, об/мин;

- тип колеса вентилятора;

- взаимное расположение колеса, радиаторов, воздуховодов, проходные сечения воздуховодов.

Дополнительно задаются:

- для осевых вентиляторов - угол установки лопаток колеса b_Л;

- для центробежных вентиляторов - размеры спирального кожуха.

Характеристики вентиляторной установки рассчитываются на основе экспериментальных безразмерных характеристик в координатах H= f(Q) и N = f(Q). При отсутствии экспериментальных данных, расчет ведется по безразмерным характеристикам, снятым в условиях равномерного потока на входе и свободного выхода (в соответствии с методикой испытаний вентиляторов общетехнического назначения). При этом вводятся поправки на ухудшение характеристик для условий работы в составе системы охлаждения.

Безразмерные характеристики вентиляторов в условиях равномерного входа и свободного выхода H₀ = f(Q₀) приведены в таблицах 7 и 8. При использовании этих характеристик каждая точка пересчитывается по уравнениям

Таблица 7.

Характеристики центробежных вентиляторов в условиях

равномерного входа и свободного выхода.

a) ВРС

	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45
	1.01	1.00	1.02	1.07	1.11	1.11
	0.48	0.56	0.64	0.74	0.85	0.96
	0.50	0.55	0.60	0.65	0.70	0.75
	1.09	1.06	1.01	0.95	0.89	0.80
	1.04	1.16	1.25	1.45	1.59	1.75

б) Ц13-51

	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45
	0.85	0.85	0.87	0.90	0.92	0.92
	0.41	0.49	0.58	0.67	0.75	0.86
	0.50	0.55	0.60	0.65	0.70	-
	0.91	0.88	0.80	0.70	0.55	-
	0.97	1.07	1.20	1.32	1.44	-

в) Ц9-55

	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45
	0.76	0.78	0.78	0.77	0.73	0.67
	0.30	0.36	0.43	0.50	0.58	0.65
	0.50	0.55	0.60	0.65
	0.60	0.50	0.38	0.28
	0.74	0.82	0.93	1.04

г) Ц4-70

	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	-
	0.46	0.43	0.34	0.31	0.05	-
	0.10	0.12	0.135	0.14	0.14	-

Таблица 8.

Характеристики осевого вентилятора К-06

в условиях равномерного входа и свободного выхода.

а) Колесо без направляющего и спрямляющего аппаратов

	bЛ
	25 ^0	35 ^0	40 ^0	45 ^0
0.14	0.126	0.0325
0.16	0.109	0.0325
0.18	0.081	0.0300	0.135	0.0515
0.20	0.041	0.0265	0.128	0.0530	0.138	0.0600
0.22			0.110	0.0530	0.127	0.0625	0.130	0.0720
0.24			0.088	0.0510	0.111	0.0630	0.129	0.0765
0.26			0.060	0.0480	0.093	0.0630	0.117	0.0785
0.28			0.028	0.0440	0.070	0.0625	0.100	0.0800
0.30					0.033	0.0600	0.080	0.0800
0.32					0.014	0.0550	0.057	0.0780
0.34							0.028	0.0765
0.36								0.0725

б) Колесо + спрямляющий аппарат

	bЛ
	25 ^0	35 ^0	40 ^0	45 ^0
0.14	0.146	0.0315
0.16	0.126	0.0315
0.18	0.095	0.0300	0.181	0.0500	0.163	0.0530
0.20	0.053	0.0260	0.153	0.0515	0.168	0.0575	0.131	0.0625
0.22		0.020	0.130	0.0510	0.156	0.0600	0.157	0.0675
0.24			0.104	0.0500	0.139	0.0620	0.161	0.0715
0.26			0.073	0.0470	0.117	0.0625	0.147	0.0750
0.28			0.037	0.0430	0.092	0.0610	0.127	0.0770
0.30					0.060	0.0580	0.105	0.0775
0.32					0.024	0.0550	0.078	0.0750
0.34							0.046	0.0730
0.36							0.011	0.0710

в) Направляющий аппарат + колесо + спрямляющий аппарат

	bЛ
	25 ^0	35 ^0	40 ^0	45 ^0
0.14	0.159	0.037
0.16	0.151	0.039
0.18	0.130	0.038	0.180	0.058
0.20	0.096	0.035	0.180	0.063
0.22	0.053	0.031	0.171	0.065	0.189	0.075
0.24	0.004	0.027	0.217	0.068	0.184	0.079	0.199	0.090
0.26			0.136	0.068	0.175	0.082	0.197	0.095
0.28			0.107	0.068	0.159	0.085	0.189	0.100
0.30			0.075	0.067	0.138	0.088	0.177	0.105
0.32			0.039	0.065	0.114	0.089	0.160	0.108
0.34					0.084	0.090	0.138	0.112
0.36					0.052	0.090	0.112	0.115
0.38					0.019	0.090	0.087	0.117

При использовании характеристик приведенных в общетехнической литературе и построенных по полному напору H_П0 = f(Q₀) их предварительно пересчитывают на статические. Для этого при каждом значении определяется статическое давление по зависимости

где F_вых - площадь выходного сечения спирального кожуха (у центробежных вентиляторов),

F_вых = 0.25pD²(1-n²) - для осевых вентиляторов,

n - втулочное отношение колеса.

Ориентировочные значения K_Q для ряда вентиляторных установок приведены в таблице 9. Для воздуховодов сложной формы значения K_Q уточняются экспериментальным путем.

Таблица 9.

Зависимости К_Q и K_N для типовых вентиляторных установок.

а) для одноступенчатого осевого вентилятора.

	1.0	0.9	0.8	0.7	0.6
KQ	aQ=1 aQ=2 aQ=3	1.0 1.0 1.0	1.0 1.0 1.0	0.98 0.99 1.00	0.96 0.97 0.99	0.92 0.95 0.97
KN	1.0	1.0	1.0	1.0	0.98
	0.5	0.4	0.3	0.2	0.1
KQ	aQ=1 aQ=2 aQ=3	0.86 0.90 0.92	0.76 0.82 0.86	0.63 0.70 0.74	0.49 0.55 0.59	0.30 0.39 0.45
KN	0.96	0.94	0.94	-	-

б) для вентиляторной установки с колесом Ц4-70Т.

	3.20	1.25	1.00	0.70	-
KQ	0.87	0.84	0.79	0.75	-
KN	0.89	0.87	0.85	0.83	-

Для центробежных колес лопатками загнутыми вперед (b₂<90⁰), K_N=1.

Для осевых вентиляторов и центробежных колес с лопатками загнутыми назад (b₂>90⁰) ориентировочные значения K_N приведены в таблице 9.

Размерные характеристики вентиляторной установки на каждом расчетном режиме рассчитываются по безразмерным характеристикам путем пересчета каждой точки безразмерной характеристики по формулам

где B_a - атмосферное давление, кПа;

t₀ - температура окружающей среды, ⁰C;

Dt_P - прогрев воздуха в радиаторной установке, ⁰C;

Нулевое значение - при расположении радиаторов на линии нагнетания.

Величина G_B принимается равной ожидаемому значению. При необходимости Dt_P уточняется во втором приближении.

Характеристики вентилятора строятся в координатах

DP = f(G), N_B = f(G).

1.3. Расчет расхода воздуха через систему охлаждения.

Расход воздуха через радиаторы и воздуходувное устройство определяется точками пересечения сопротивления трассы и характеристик воздуходувных устройств при различных режимах.

Суммарное сопротивление воздушной трассы DP рассчитывается для нескольких значений расхода воздуха G, выбираемых в пределах значений по которым строилась характеристика воздуходувного устройства. Полученный график накладывается на график характеристики воздуходувного устройства для определения точек пересечения.

Основными геометрическими размерами, которые определяются при проектировании и задаются при расчете воздушной трассы являются:

- фронтальная площадь входных жалюзи F_Ж, м²;

- фронтальная площадь пакета радиаторов F_П, м²;

- глубина радиаторов по охлаждающим пластинам l, м;

- площадь проходного сечения воздуховода F_ВВ, м²;

- площадь входного сечения выходного жалюзи F_ВЖ, м²;

- геометрические параметры элементов воздушного тракта, определяющие их коэффициенты сопротивления.

Сопротивления воздуховодов воздуходувных устройств учитываются при построении их характеристик и в сопротивление воздушного тракта не входят.

Сопротивление воздушной трассы определяется как сумма сопротивлений ее элементов

DР=1.2·(DР_Ж + DР_П + DР_ВВ + DР_ВЖ), Па.

Сопротивление входных жалюзи, Па,

где r - плотность воздуха при температуре окружающей среды t₀,

G_ж=G_П - при подаче воздуха к радиаторам через отдельные жалюзи;

G_ж=n₁·G_П - при полном или частичном заборе воздуха на питание двигателя или другие нужды через жалюзи системы охлаждения,

где G_П - расход воздуха через пакет радиаторов;

n_l - оценивается общетехническими методами для конкретных конструкций.

Значения коэффициента сопротивления x_Ж для типовых жалюзи приведены на рис.8. Коэффициент сопротивления определяется при гидравлических испытаниях или оценивается с помощью зависимостей, широко представленных в литературе по гидравлике.

Сопротивление пакета радиаторов определяется в зависимости от схемы их расположения.

Для радиаторов с одинаковым сопротивлением по всему фронту:

где

G_П = G - при отсутствии забора воздуха в воздуходувное устройство помимо радиатора;

G_П = n₂·G - при частичном заборе воздуха помимо радиаторов;

n₂ - оценивается общетехническими методами для конкретных конструкций.

Суммирование коэффициентов сопротивления Sx_р·l производится по всем последовательно расположенным радиаторам. Значение коэффициентов сопротивления x_p для типовых радиаторов приведены в таблицах 1 и 2.

2. Для пакета радиаторов, состоящего из двух параллельно расположенных пакетов различного сопротивления с площадями фронта F₁ и F₂ и коэффициентами сопротивлений (Sx_pl)₁ и (Sx_p·l)₂

где

Сопротивление воздуховодов определяется из выражения:

где x_ВВ - коэффициент сопротивления воздуховода, определяемый общетехническими методами или экспериментально;

t_ВВ - температура воздуха в воздуховоде (для расчета t_ВВ ~ 80⁰C).

Сопротивление выходных жалюзи определяется по уравнению

Для выходных жалюзи вентилятора

G_ВЖ = G, t_ВЖ ~ 80⁰C.

Для выходных жалюзи эжектора

где q - ожидаемый коэффициент эжекции.

Коэффициент сопротивления выходных жалюзи x_ВЖ определяется экспериментально или на основе общетехнических методов. Значения x_ВЖ для типовых конструкций приведены на рис.9.

Температуры t_ВВ и t_ВЖ, принимаемые для расчета, являются ориентировочными и уточняются после расчета эффективности системы охлаждения.

1.4. Расчет эффективности системы охлаждения.

Исходными данными для расчета являются:

- площадь фронта радиатора F, м²;

- глубина радиатора l, м;

- параметры охлаждающей решетки, определяющие характеристику радиатора K·S;

- расход воздуха через радиатор G, кг/с;

- расход теплоносителя через радиатор W, кг/с;

- характeристики воздуха и теплоносителей (удельная теплоемкость c_В,Ж, кДж/(кг·К); плотность r_В,Ж, кг/м³);

- схема расположения радиаторов.

Типовые схемы расположения радиаторов в пакете приведены на рис.10.

На расчетном режиме для каждого радиатора определяются:

а). Плотность воздушного потока через единицу площади фронта

б) Значение величины

Для типовых охлаждающих поверхностей значения K·S приведены в табл.10. Для других радиаторов значения K и S могут определяться общетехническими методами или экспериментально.

Температура окружающего воздуха, при которой достигается максимально допустимая температура охлаждающей жидкости или масла равна

t_Д = t_ж^max - Dt,

где Dt определяется по зависимости

Dt = Dt_p + Dt_вх + Dt^`

Таблица 10

Тепловые характеристики типовых охлаждающих

поверхностей радиаторов

1. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для водяных радиаторов типа 1.

Gр/Fр,
	>0.5	43.2	52.7	59.7	66.7	73.7	80.5	86.6	90.7	95.9	101.2	105.3
W, м/с	0.3	41.5	50.9	57.3	63.8	70.8	74.9	81.9	85.4	89.5	94.2	97.1
	0.2	38.6	57.3	53.8	59.1	64.9	69.0	76.1	77.8	80.7	85.4	87.8

2. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для водяных радиаторов типа 2.

Gр/Fр,
	>0.5	39.2	47.4	53.8	60.3	66.7	72.5	77.8	81.9	86.6	91.3	94.8
W, м/с	0.3	37.4	45.6	52.1	57.3	63.8	67.9	73.7	76.6	80.7	84.8	87.8
	0.2	35.1	42.1	48.6	53.2	58.5	62.6	68.4	70.2	73.1	77.2	79.0

3. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для водяных радиаторов типа 3.

Gр/Fр,
	>0.5	36.3	43.9	49.7	55.6	61.4	66.7	71.4	75.5	79.6	84.2	87.2
W, м/с	0.3	34.5	42.1	48.0	52.7	58.5	62.6	67.9	70.8	74.3	78.4	80.7
	0.2	32.2	38.6	44.5	49.1	53.8	57.3	63.2	64.9	67.3	71.4	72.5

4. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для водяных радиаторов типа 5.

Gр/Fр,
	>0.5	46.8	55.0	63.2	69.6	75.5	80.7	84.8	88.3	-	-	-
W, м/с	0.3	46.2	53.2	61.4	67.3	72.5	77.8	81.3	84.2	-	-	-
	0.2	45.4	50.3	55.0	60.3	64.9	69.0	72.5	76.1	-	-	-

5. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для водяных радиаторов типа 6.

Gр/Fр,
	>0.5	49.1	55.0	60.8	66.1	70.8	76.1	80.1	83.7	-	-	-
W, м/с	0.3	48.0	52.7	57.9	62.6	67.3	72.0	76.1	79.6	-	-	-
	0.2	44.5	49.1	52.1	55.6	59.7	63.8	67.3	70.8	-	-	-

6. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для масляных радиаторов типа 1.

Gр/Fр,
	0.6	37.4	42.1	46.8	50.3	53.2	55.6	58.5	60.3	62.0	58.5	65.5
W, м/с	0.3	35.1	39.8	43.9	46.8	49.1	50.9	53.8	55.6	56.7	58.5	59.7
	0.2	33.9	38.0	42.1	44.5	46.2	48.6	50.3	52.1	53.2	55.0	56.7

1).				2).
М		Тр		М		Ма
В		В
				Тр
3).				4).
М				М
		В
В				Тр		В
Тр

5).						6).
						М		Тр11
М		Тр		В
						В
						Тр1

Рис. 10 Типовые схемы радиаторов

(В - радиатор охлаждающей жидкости; М - радиатор масла двигателя;

Ма - радиатор масла спецагрегетов; Тр - радиатор масла трансмиссии).

7. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для масляных радиаторов типа 2.

Gр/Fр,
	0.6	32.8	38.6	42.7	46.8	49.7	52.1	54.4	56.2	57.9	59.7	61.4
W, м/с	0.3	30.4	36.3	39.8	42.7	46.2	48.0	50.3	52.1	53.2	55.0	56.2
	0.2	29.3	34.5	38.0	41.0	43.9	46.2	48.0	49.7	50.9	52.1	52.7

8. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для масляных радиаторов типа 3.

Gр/Fр,
	0.6	32.8	35.7	39.8	43.9	46.8	49.1	51.5	52.7	55.6	57.3	59.1
W, м/с	0.3	28.1	33.3	37.4	41.5	43.9	45.6	48.0	50.3	51.5	53.2	54.4
	0.2	27.5	32.2	36.3	39.8	41.5	43.9	45.6	48.6	49.1	50.3	50.9

9. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для масляных радиаторов типа 4.

Gр/Fр,
	0.6	22.2	24.6	26.3	28.1	29.3	30.4	31.0	31.6	32.2	32.8	33.3
W, м/с	0.3	19.9	22.2	23.4	24.6	25.2	25.7	26.9	27.5	27.5	28.1	28.7
	0.2	18.7	20.5	21.6	22.2	23.4	23.4	24.0	24.6	25.2	25.7	26.3

10. K·S в кВт/(⁰К·м³) - для масляных радиаторов типа 5.

Gр/Fр,
	0.6	24.0	27.5	29.8	32.2	33.3	33.9	35.1	36.3	36.9	37.4	-
W, м/с	0.3	21.6	24.0	26.3	27.5	28.7	29.3	30.4	31.0	31.6	32.2	-
	0.2	20.5	22.2	24.6	25.7	26.9	27.5	28.1	28.7	29.3	29.3	-

Величина Dt_p в общем виде равна

Для основных схем расположения радиаторов Dt_p может определяться по упрощенным формулам.

Для водяных радиаторов во всех схемах

где

Для масляных радиаторов двигателя и трансмиссии

Величина подогрева воздуха

где SQ - суммарная теплоотдача в радиаторах, расположенных перед рассчитываемым радиатором. При отсутствии таких радиаторов Dt=0.

Величина подогрева воздуха до входа в пакет радиаторов Dt^` определяется для каждой конкретной компоновки общетехническими методами. Для вентиляторных систем охлаждения с расположением радиаторов на линии нагнетания вентиляторов учитывается подогрев воздуха в вентиляторе

Дата добавления: 2015-07-08