Курсова робота
Гідравлічний і тепловий розрахунок системи охолодження двигуна внутрішнього згоряння
Введення
Курсова робота складається з двох частин. Перша - гідравлічний розрахунок системи охолодження ДВЗ, друга - тепловий розрахунок.
Метою курсової роботи є ознайомлення із схемою системи, набором необхідних для розрахунку вихідних даних і методикою виконання гідравлічних і теплових розрахунків стосовно до системи охолодження ДВЗ, в якій радіатор виконаний у вигляді системи n гідравлічно паралельно - з'єднаних між собою трубок.
1. Гідравлічний розрахунок системи охолодження ДВЗ
Вихідні дані для гідравлічного розрахунку системи охолодження ДВЗ:
Потрібно розрахувати гідравлічний діаметр трубок, з яких складається радіатор системи охолодження ДВС, за умови, що охолоджуюча рідина циркулює по великому колу охолодження і необхідно відводити від двигуна тепловий потік потужністю при заданому перепаді температур охолоджуючої рідини на вході і виході в ДВС.
Заданими також є величини потужності на валу насоса системи охолодження і його повний ККД.
Принципова схема системи охолодження зображена на рис 1.1. При гідравлічному розрахунку місцеві втрати врахувати тільки в термостаті. Нагрівання охолоджуючої рідини відбувається в сорочці блоку V - образного двигуна, гідравлічний тракт якого може бути представлений як система з двох паралельно з'єднаних трубопроводів
Порядок виконання розрахунку:
На гідравлічній схемі системи охолодження ДВЗ нанесені розрахункові перетину на виході з насоса і на вході в нього. Запишемо для цих перетинів рівняння Бернуллі в розгорнутій формі:
(1.1)
Зважаючи малого відмінності величин і припустимо, що вони рівні:. Враховуючи також, що з рівняння витрат для замкнутої гідравлічної системи маємо:
, тоді (1.2)
Фізичний сенс доданків величин наступний:
- напір насоса;
- сумарні втрати на тертя в системі, що складається з блоку, радіатора, що з'єднують трубок. Вони визначаються за формулою:
, де (1.3)
- втрати на тертя в блоці
- втрати на тертя в радіаторі
- втрати на тертя в з'єднують трубках
Розрахункові формули для визначення коефіцієнтів, і мають вигляд:
,
- Втрати в термостаті
(1.4)
Величину об'ємної витрати знайдемо з рівняння теплового балансу:
(1.5)
Потужність потоку охолоджуючої рідини визначається з рівняння (1.2):
(1.6)
Якщо підставити співвідношення (1.3) і (1.4) з урахуванням (1.5) і (1.6) в рівняння (1.2), то в це рівняння входитимуть невідомі величини і, які необхідно визначити.
Щоб ці величини з'явилися в рівнянні (1.2) в явному вигляді необхідно замість підставити:, тоді після підстановки рівняння Бернуллі прийме вигляд:
(1.7)
Обчисліть площу перерізу трубопроводу блоку:
Обчислюємо площа перерізу з'єднують трубок:
Обчислюємо число Ренольца:
Коефіцієнт гідравлічного тертя для блоку:
Коефіцієнт гідравлічного тертя для з'єднують трубок:
(1.8)
Розмірні коефіцієнти обчислимо, використовуючи рівняння (1.7)
;
;
Рівняння (1.7) є рівнянням п'ятого ступеня щодо невідомої величини. З рівняння (1.8) висловимо:
Виконаємо розрахунок гідравлічних діаметрів трубок, з яких складається радіатор системи охолодження ДВЗ в залежності від кількості трубок (10,50,100,200,400). Початкове значення діаметра приймемо рівним.
Для n=10
;
Решта результатів занесемо в таблицю:
93909,70,045810,7540,0745 2120,7030,083972,77170,044 10660,350,08391,38580,033 5330,1760,08430,6930,025 2665,0880,08510, 34640,0192
По закінченню розрахунку будуємо два графіки:
Графік 1. Залежність площі живого перерізу еквівалентного трубопроводу блоку від їх кількості
Графік 2. Залежність гідравлічного діаметра трубочок від їх кількості
2/Тепловий розрахунок радіатора ДВС
Вихідні дані для розрахунку:
Теплофізичні параметри води при
Матеріал -
Теплофізичні параметри повітря при...
