Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2022-11-24 | 36 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Охлаждение воздуха может осуществляться водой или воздухом. При применении воды температура воздуха после охладителя лишь на несколько градусов превышает температуру воды на входе. При применении воздуха в качестве охладителя температура заряда после охлаждения примерно на 15° превышает температуру окружающей среды.
Для охлаждения наддувочного воздуха могут использоваться следующие способы.
1. Поверхностное охлаждение в рекуперативных теплообменниках.
2. Испарительное охлаждение за счет впрыскивания жидкости в надувочный воздух.
3. Водоконтактное охлаждение за счет теплообмена при непосредственном контакте с жидкостью.
4. Турбодетандерное охлаждение.
Поверхностные охладители
В системах охлаждения наддувочного воздуха наибольшее распространение получили поверхностные охладители.
По виду теплоносителя охладители могут воздухо-воздушные и водо-воздушные. По конструктивной схеме охладители разделяют на пластинчатые и трубчатые, которые получили большее распространение.
Основное преимущество трубчатых теплообменников – надежность, особенно в условиях вибрации.
Газовые охладители применяются только в автотракторных и тепловозных двигателях. Главное их преимущество – простота конструкции.
Коэффициент теплоотдачи для воздуха на порядок ниже, чем для жидкости, поэтому для интенсификации теплоотдачи между газом и поверхностью теплообменника часто увеличивают площадь поверхности оребрением. На рис. 9.2 показаны конструктивные схемы теплообменников и трубок с оребрением.
Рис. 9.2. Конструктивные схемы теплообменников:
а – трубчатый; б – трубки с оребрением; в – пластинчатый
В зависимости от направления движения теплоносителей теплообменники могут быть прямоточными, противоточными и перекрестноточными.
|
В прямоточном теплообменнике горячий и холодный теплоносители движутся при параллельном движении в одном направлении. В противоточном теплообменнике теплоносители движутся навстречу по параллельным каналам. В перекрестноточном теплообменнике теплоносители движутся во взаимно перпендикулярном направлении.
Теплообменник должен обеспечивать температуру наддувочного воздуха не ниже 320 К. Снижение температуры наддувочного воздуха обычно составляет 40-70°. Противоточный теплообменник является более эффективным по сравнению с прямоточным, что иллюстрируется зависимостью изменения температуры теплоносителей при различном направлении их движения (рис. 9.3).
Рис. 9.3. Изменение температуры теплоносителей в теплообменнике:
Т к – температура воздуха после компрессора; Т к – температура воздуха после охладителя;
Т 1 – температура охлаждающего теплоносителя перед охладителем; Т 2 – температура охлаждающего теплоносителя после охладителя
Для изготовления теплообменников применяют медь, медно-никелевый сплав, латунь, алюминий, сплав алюминия с марганцем и пластмассы. Сталь из-за низкой теплопроводности и недостаточной коррозионной стойкости не применяют.
Для оценки охладителя используется ряд характеристик. Значения некоторых из них для водовоздушных охладителей оговариваются в ГОСТ[1].
Тепловая эффективность охладителя рассчитывается по следующей формуле
и должна быть не менее 0,7.
Гидравлический КПД охладителя
,
где D р ох – потери давления наддувочного воздуха в охладителе.
Величина D р ох согласно ГОСТ для тепловозных, судовых и промышленных дизелей должна быть не более 4,9 кПа.
Количество тепла, отведенное в охладителе
Q = G кD T ох ср,
где G к – расход воздуха; ср – удельная теплоемкость наддувочного воздуха при средней температуре.
Среднелогарифмический температурный напор
|
.
Коэффициент использования массы охлаждающего элемента
,
где m – суммарная масса теплообменных труб или пластин.
Значения kg для тепловозных двигателей должны быть не менее 29,1 Вт/(кг×К), для судовых – не менее 23,1 Вт/(кг×К), для газовых – не менее 19,8 Вт/(кг×К).
Коэффициент использования объема охлаждающего элемента
,
где V – объем, занимаемый трубным пучком или пучком пластин.
Значения kV для тепловозных двигателей должны быть не менее 63,9 Вт/(м3×К), для судовых и газовых – не менее 46,5 Вт/(м3×К).
Кроме приведенных характеристик может использоваться коэффициент энергетической эффективности
,
где N 1 – мощность, затрачиваемая на прокачку охлаждаемого воздуха; N 2 – мощность, затрачиваемая на прокачку охлаждающего теплоносителя.
Рекомендуемые значения коэффициента hэох – не менее 40 для трубчатых теплообменников и не менее 15 для пластинчатых теплообменников.
9.2.2. Испарительное, водоконтактное и турбодетандерное
охлаждение
При испарительном охлаждении охлаждающая вода распыливается перед входным патрубком компрессора, в результате чего процесс сжатия в нем приближается к изотермическому. При этом температура воздуха на выходе из компрессора падает почти пропорционально количеству впрыскиваемой воды. Например, при расходе воды, составляющем 1% от расхода воздуха, снижение температуры воздуха составляет 24°, а при 1,6% – 40°.
Снижение температуры можно рассчитать по следующей формуле
,
где G к – расход воды; q н – теплота на нагрев воды до температуры насыщения; q и – теплота испарения.
При испарительном охлаждении КПД компрессора и степень повышения давления на 3-5% выше, чем без охлаждения, температура газов перед турбиной на 60-80° ниже.
Однако данный метод не получил распространения из-за ухудшения свойств смазочного масла при попадании в него воды, а также из-за высоких требований к чистоте и жесткости воды.
При контактном охлаждении надувочный воздух непосредственно контактирует со струями воды. Недостатками метода являются возможность попадания воды в цилиндры двигателя, большой расход воды и необходимость дополнительных затрат мощности на прокачку воды.
Принцип работы турбодетандера основан на расширении воздуха в рабочем колесе турбины. Воздух отдает энергию, за счет чего происходит понижение его температуры. Эта энергия может использоваться для дополнительного сжатия газа в компрессоре.
|
|
|
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!