Полная версия

Главная arrow Техника arrow Исследование охлаждения надувочного воздуха автомобильного двигателя на безмоторном стенде

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Экспериментальное определение тепловых характеристик ОНВ

В практике проектирования и при оценке уровня совершенства параметров охладителей надувочного воздуха применяют некоторые понятия и определения. Остановимся на некоторых основных из них.

Тепловой эффективностью ОНВ называют отношение действительного количества теплоты, отведенного от наддувочного воздуха в реальном процессе Qd, к количеству теплоты, соответствующему максимальной разнице температур между теплоносителями Qt [19, 24 и др.]. В соответствие с данным определением и схемой на рис.2.1, запишем:

(5)

где GГ, сРГ - соответственно расход и удельная теплоемкость при постоянном давлении наддувочного («горячего») воздуха; ТГ1, ТГ2 - соответственно температуры наддувочного воздуха на входе и на выходе из ОНВ; ТХ1- температура охлаждающего (атмосферного) воздуха или охлаждающей жидкости (в зависимости от выбранной системы).

К определению тепловой эффективности ОНВ

Рис.1.4. К определению тепловой эффективности ОНВ.

Если в качестве охлаждающего реагента используется атмосферный воздух, то зависимость (5) можно представить в следующем виде:

Е = (ТГ1Г2) / Г1Х1). (6)

Тепловую эффективность иначе называют к.п.д. охладителя, т.е. степень приближения его к некоторой идеальной схеме.

Замеряемые параметры - температура на входе и выходе из охладителя.

Экспериментальное определение гидравлических характеристик ОНВ

Гидравлическое совершенство охладителей наддувочного воздуха характеризуется относительной потерей давления теплоносителей - это отношение разности (перепада) давлений на входе и на выходе к давлению на входе [5, 7]:

  • - для наддувочного воздуха еГ = Д рГ / рГ1; (7)
  • - для охлаждающего еХ =ДрХ / рХ1. (8)

В (7) и (8) обозначено:

Д рГ = рГ1 - рГ2;

Д рХ = рХ1 - рХ2;

индекс «г» относится к наддувочному воздуху, индекс «х» - к охлаждающему теплоносителю; 1,2 - соответственно сечение на входе и выходе.

Для наддувочного воздуха вводится понятие коэффициента гидравлической эффективности уГ, представляющему собой отношение давлений на выходе и на входе в теплообменник:

уГ = рГ2 / рГ1 = 1 - ДрГ / рГ1 = 1- е Г. (9)

Величина уг влияет на общую эффективность применения ОНВ. При значениях тепловой эффективности Е = 0,9 и коэффициента гидравлической эффективности уГ = 0,95…0,96 в ОНВ происходит снижение температуры воздуха без повышения его плотности. В этом случае эффект от введения промежуточного охлаждения будет заключаться в снижении максимальной температуры цикла (снижение NOХ) без увеличения индикаторного к.п.д. КДВС.

Гидравлическое совершенство внешних и внутренних каналов оценивают по значению коэффициента энергетической эффективности [11]:

Е* = Q / (N1+N2), (10)

где N1и N2 - мощность, затрачиваемая на прокачку охлаждаемого и охлаждающего теплоносителей. Следует отметить, что оценку совершенства охладителей по значению Е* (метод академика М.В.Кирпичёва) проводят в том случае, если нет жёстких ограничений по габаритам. Поэтому при сопоставлении ОНВ двигателей транспортных средств целесообразно применять удельный энергетический коэффициент [14]:

(11)

Здесь ККП- коэффициент компактности.

Эффективность использования единицы объёма и единицы массы охладителя оценивают по значениям коэффициента использования объёма трубного пучка и коэффициента использования массы трубного пучка [7, 19, 28]:

kV = Qd / (VДTСР), (12)

kG = Qd / (MДTСР), (13)

V, М - соответственно объём и масса трубного пучка (матрицы); ДTСР - средний температурный напор между теплоносителями (см.далее).

Важным геометрическим параметром является коэффициент компактности ОНВ kКП, представляющий собой отношения площади охлаждающей поверхности F со стороны какого-либо охладителя к объёму остова (матрицы) охладителя [7, 19]:

kКП = F / V. (14)

Чем выше значение коэффициента kКП, тем более развита (сложнее) теплообменная поверхность с той или иной стороны теплообменника.

Приведенные выше показатели используются в практике проектирования охладителей надувочного воздуха с целью сравнительной оценки при выборе окончательного варианта конструкции.

Замеряемые параметры - давление на входе и выходе из охладителя.

Выводы по главе I

Исходя из вышеизложенного можно сказать, что хотя расчеты при проектировании очень важны, они не отменяют необходимость эксперимента. Это связано с несовершенством алгоритмов постановки задач и средствами их решения (пакеты программ). И хотя эксперимент предполагает под собой наличие средств измерения, собранных в одну систему и методик проведения эксперимента, что само по себе дорого и достаточно длительно - отказаться от эксперимента нельзя.

Поэтому своей задачей исследования считаю разработку принципиальной

Схемы стенда, принципа его работы, проведения анализа средств измерений.

 
Перейти к загрузке файла
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>