Порядок проведення теплового розрахунку радіатора (для)
Побудуємо поперечний переріз радіатора для визначення поперечного і подовжнього кроку, і коефіцієнта живого перерізу:
Основними розрахунковими рівняннями є рівняння теплового балансу і рівняння теплопередачі.
Визначимо масова витрата повітря:
Визначимо температуру повітря на виході з радіатора:
;
Передача теплоти в радіаторі від води до повітря складається з наступних трьох процесів: тепловіддачі від гарячого теплоносія (води) до внутрішніх стінок трубок, теплопровідності через стінки трубок і тепловіддачі від зовнішніх стінок трубок до холодного теплоносія (повітрю). Ефективність цих трьох процесів оцінюється величиною коефіцієнта теплопередачі.
Рівняння теплопередачі має вигляд:
;
Коефіцієнт тепловіддачі визначається за формулою:
Залежно від режиму течій води всередині трубок радіатора при обчисленні коефіцієнта тепловіддачі використовується те чи інше критеріальне рівняння.
Для випадку турбулентної течії теплоносія всередині труб критеріальне рівняння має вигляд:
Середня температура води:
Критерій Прандтля:
;
;
Коефіцієнт тепловіддачі від води до стінки трубок:
Теплообмін від трубок радіатора до повітря здійснюється повітряним потоком, який обтікає трубки радіатора впоперек. Для випадку поперечного обтікання пучка труб критерії подібності пов'язані наступним співвідношенням:
Критерій Ренольдса для повітряного потоку:
Швидкість повітря перед фронтом радіатора визначається заданими об'ємною витратою повітря і фронтовий площею радіатора:
;
Коефіцієнт живого перерізу оцінює захаращення фронту радіатора трубками і визначає як відношення площі живого перерізу по повітрю до фронтової поверхні радіатора:
, де
Коефіцієнт теплопередачі від оребрені поверхні трубок до повітря:
среднелогаріфміческая напір:
;
Потужність теплового потоку, відведена від двигуна:
Для шахового розташування пучка труб:
;;;
(мм) () () ()
(Вт)3,3993909,71397,7221,3531,5343486,46227,471538,56460,59221320,703876,1568,821,0622244,4247,931598,7420140,621,5210660,35703,5538,3718,6416812,12280,681755,9534083,251,155330,176567,4822,0616,3912775,6314,451892,1756755,40,872665,088462,0512,6614,499591,4350,741923,189146,6
За результатами теплового розрахунку радіатора будуємо залежності коефіцієнта теплопередачі (рис. 2) і потужності теплового потоку (рис. 1) від гідравлічного діаметра трубок
Рис. 1 Залежність потужності теплового потоку від гідравлічного діаметра трубок радіатора
Рис. 2. Залежність коефіцієнта теплопередачі від гідравлічного діаметра трубок радіатора
Висновок
За результатами теплового розрахунку ми визначили гідравлічний діаметр трубок і їх кількість, при якому забезпечується відведення теплового потоку потужністю від двигуна.
Література
1. Мстислав Володимирович Добровольський «Двигуни» Видавництво «Машинобудування», Москва, 2008, 396 стор.
2. Балабух Л.І., Алфутов Н.А., Усюкін В.І. Будівельна механіка: Підручник для машинобудівних спец. вузів.- М .: Вища. шк. 2010 - 391 с., Іл.
. Конструкція і проектування двигунів/Г.Г. Гахун., В.І. Баулін, В.А. Володін та ін .; За заг. ред. Г.Г. Гахуна.- М .: Машинобудування, 2009 - 424 с .: ил.
. Олександр Васильович Квасников «Теорія двигунів», 2012.
