Оценка технического состояния функциональных элементов системы охлаждения дизельной энергетической установки | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Михеев В. А. Оценка технического состояния функциональных элементов системы охлаждения дизельной энергетической установки [Текст] // Актуальные вопросы технических наук: материалы III Междунар. науч. конф. (г. Пермь, апрель 2015 г.). — Пермь: Зебра, 2015. — С. 122-125. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/125/7298/ (дата обращения: 16.08.2018).

Система охлаждения дизельной энергетической установки предназначена для охлаждения надувочного воздуха и масла дизеля. Эффективность и надежность работы системы охлаждения дизельной энергетической установки во многом определяет технико-экономические показатели и безотказную работу тепловоза [1]. Поэтому в процессе эксплуатации тепловоза возникает задача оценки качества функционирования системы охлаждения. Принятая к рассмотрению принципиальная схема теплообменных процессов в системы охлаждения дизельной энергетической установки тепловоза представлена на рис. 1 [2].

 

Рис. 1. Принципиальная схема системы охлаждения дизельной энергетической установки:

1 — дизель; 2 — водяной насос горячего контура; 3 — турбокомпрессор; 4 — охладитель надувочного воздуха; 5 — масляный насос; 6 — водомасляный теплообменник; 7 — водяной насос холодного контура; 8 — охлаждающие секции горячего контура; 9, 10 — мотор-вентиляторы; 11 — охлаждающие секции холодного контура

 

На основании выражений теплового баланса и теплопередачи для принятой схемы теплообменных процессов по разработанной математической модели определяются коэффициенты теплопередачи функциональных элементов — теплообменных аппаратов: водомасляного теплообменника (ВМТ), охладитель надувочного воздуха (ОХНВ) и водовоздушных радиаторных секций охлаждающего устройства (ОС).

Сущность оценки технического состояния функциональных элементов системы охлаждения заключается в реализации разработанного алгоритма расчета (рис. 2), предусматривающего определение: теплового потока, переданного от горячего теплоносителя к холодному; коэффициентов теплоотдачи; среднелогарифмического и среднеарифметического температурного напоров; расходов рабочих сред; приращения и снижения температур теплоносителей.

Рис. 2. Алгоритм оценки технического состояния функциональных элементов системы охлаждения

 

Учесть многочисленные факторы, влияющие на протекание теплообменных процессов, затруднительно, поэтому при разработке математической модели был принят ряд допущений, перечень которых соответствует инженерной практике расчетов [3–7]. В частности принято, что коэффициент производительности водяных и масляного насосов остается постоянным, а производительность насосов изменяется прямо пропорционально частоте вращения коленчатого вала дизеля. Теплообменные процессы и теплопотери в окружающую среду в трубопроводах систем не рассматриваются.

Расчетная схема ВМТ представлена ни рис. 3.

Рис. 3. Расчетная схема ВМТ

 

Расчетная схема ОХНВ представлена ни рис. 4.

Рис. 4. Расчетная схема ОХНВ

 

Расчетная схема ОС представлена ни рис. 5.

Рис. 5. Расчетная схема ОС

 

Cистема уравнений теплового баланса и теплопередачи для функциональных элементов системы охлаждения дизельной энергетической установки [3–7]:

;                                                                                                      (1)

;                                                                                                    (2)

,                                                                                                                (3)

где      ,  — расход горячего и холодного теплоносителей i-го функционального элемента;

,  — средние удельные теплоемкости горячего и холодного теплоносителей i-го функционального элемента при постоянном давлении;

, , ,  — температура горячего и холодного теплоносителей i-го функционального элемента;

Fi — поверхность теплообмена i-го функционального элемента;

Δti — среднелогарифмический напор при противотоке.

Для удобства инженерных расчетов при определении теплофизических характеристик теплоносителей при определенной температуре можно использовать аналитические зависимости, представленными в виде многочлена [3]:

,                                                                                                     (4)

где      a, b, c, d — коэффициенты многочлена.

Теплофизические свойства газа и воздуха выбираются при средней температуре соответствующих теплоносителей.

Сформированный алгоритм определения коэффициентов теплопередачи теплообменных аппаратов позволит по результатам обработки параметрической информации оценить техническое состояние системы охлаждения дизельной энергетической установки и ее функциональных элементов в процессе эксплуатации и проведения регламентных работ по техническому обслуживанию и ремонту тепловозов.

 

Литература:

 

1.      Методы оценки технического состояния, эксплуатационной экономичности и экологической безопасности дизельных локомотивов / Под ред. А. И. Володина. — М.: ООО «Желдориздат», 2007. — 264 с.

2.      Моделирование системы охлаждения тепловозов с целью оптимизации количества параметров контроля / Е. И. Сковородников, В. А. Михеев // Вестник СибАДИ. — 2009. — № 1 (11). — С. 61–66.

3.      Володин А. И. Моделирование на ЭВМ работы тепловозных дизелей. — М.: Транспорт, 1985. — 216 с.

4.      Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. — М.: Энергия, 1977. — 344 с.

5.      Бажан П. И., Каневец Г. Е., Селиверстов В. М. Справочник по теплообменным аппаратам. — М.: Машиностроение, 1989. — 200 с.

6.      Бажан П. И. Расчет и конструирование охладителей дизелей. — М.: Машиностроение, 1981. — 168 с.

7.      Куликов Ю. А. Системы охлаждения силовых установок тепловозов. — М.: Машиностроение, 1988. — 280 с.

Основные термины (генерируются автоматически): дизельная энергетическая установка, расчетная схема, функциональный элемент, теплоноситель i-го, функциональный элемент системы охлаждения, расчетная схема ОС, система охлаждения, техническое состояние.

Похожие статьи

Граф-модель взаимосвязи функциональных элементов...

Граф-модель взаимосвязи функциональных элементов масляной системы дизельной энергетической установки. Автор: Михеев Владислав Александрович. Рубрика: Технические науки.

Анализ систем жидкостного охлаждения электронной аппаратуры

Конвективные системысистемы, в которых теплоноситель протекает через нагреватель только за счет тепловой конвекции, а циркуляционные системысистемы, в которых для перемещения

Рис. 2.3. Общая схема помповой системы жидкостного охлаждения.

Нормирование расхода топлива автомобилей при работе...

Оценка технического состояния функциональных элементов...

Cистема уравнений теплового баланса и теплопередачи для функциональных элементов системы охлаждения дизельной энергетической установки [3–7].

Бортовая установка для прогрева тепловозных дизелей от...

Расчетная производительность водяного центробежного насоса принимается на 20–30 % большей и составляет Gц.н. = 6,12 м3/ч [12].

Оценка эффективности работы элементов системы охлаждения...

Оценка эффективности работы элементов системы охлаждения...

Методика, разработанная на кафедре «Локомотивы» [1], позволяет определить реальный расход теплоносителя, необходимый при выполнении теплового расчета системы охлаждения тепловоза.

– температура окружающего воздуха, оС

Алгоритм расчёта системы автономного питания на основе ВЭУ...

Главным вопросом энергоснабжения потребителей, которые отдалены от энергетической системы, остаётся транспортировка дизельного топлива и обусловленность его поставок для дизельных электростанций

— число и расчётную производительность солнечных модулей

Аккумуляторы тепловой энергии и их применение

Рис. 1. Расчетная схема теплового накопителя с однофазным теплоаккумулирующим материалом.

Пассажирские малотоннажные суда, осуществляющие перевозки на морских и озерных линиях, как правило, имеют дизельные энергетические системы.

Определение технических характеристик термоэлектрического...

Примеры конструкции термоэлектрического генератора, предназначенного для утилизации тепловой энергии системы охлаждения

Рис. 4. Расчетная модель термоэлектрического радиатора. В общем случае, мощности тепловых потоков можно определить исходя из...

Снижение затрат энергии в теплохладоснабжении...

Общая расчетная схема, «овощехранилище-гелиотеплица» показана на рис. 1.

Установки для трансформации тепла и охлаждения: Учеб пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 200 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Граф-модель взаимосвязи функциональных элементов...

Граф-модель взаимосвязи функциональных элементов масляной системы дизельной энергетической установки. Автор: Михеев Владислав Александрович. Рубрика: Технические науки.

Анализ систем жидкостного охлаждения электронной аппаратуры

Конвективные системысистемы, в которых теплоноситель протекает через нагреватель только за счет тепловой конвекции, а циркуляционные системысистемы, в которых для перемещения

Рис. 2.3. Общая схема помповой системы жидкостного охлаждения.

Нормирование расхода топлива автомобилей при работе...

Оценка технического состояния функциональных элементов...

Cистема уравнений теплового баланса и теплопередачи для функциональных элементов системы охлаждения дизельной энергетической установки [3–7].

Бортовая установка для прогрева тепловозных дизелей от...

Расчетная производительность водяного центробежного насоса принимается на 20–30 % большей и составляет Gц.н. = 6,12 м3/ч [12].

Оценка эффективности работы элементов системы охлаждения...

Оценка эффективности работы элементов системы охлаждения...

Методика, разработанная на кафедре «Локомотивы» [1], позволяет определить реальный расход теплоносителя, необходимый при выполнении теплового расчета системы охлаждения тепловоза.

– температура окружающего воздуха, оС

Алгоритм расчёта системы автономного питания на основе ВЭУ...

Главным вопросом энергоснабжения потребителей, которые отдалены от энергетической системы, остаётся транспортировка дизельного топлива и обусловленность его поставок для дизельных электростанций

— число и расчётную производительность солнечных модулей

Аккумуляторы тепловой энергии и их применение

Рис. 1. Расчетная схема теплового накопителя с однофазным теплоаккумулирующим материалом.

Пассажирские малотоннажные суда, осуществляющие перевозки на морских и озерных линиях, как правило, имеют дизельные энергетические системы.

Определение технических характеристик термоэлектрического...

Примеры конструкции термоэлектрического генератора, предназначенного для утилизации тепловой энергии системы охлаждения

Рис. 4. Расчетная модель термоэлектрического радиатора. В общем случае, мощности тепловых потоков можно определить исходя из...

Снижение затрат энергии в теплохладоснабжении...

Общая расчетная схема, «овощехранилище-гелиотеплица» показана на рис. 1.

Установки для трансформации тепла и охлаждения: Учеб пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 200 с.

Задать вопрос