Определение количества теплоты, уносимой охлаждающей водой

Количество теплоты, уносимой охлаждающей водой зависит от конструкции и режима работы дизеля, степени наддува, средней температуры охлаждающей воды и других факторов. При оценке возможностей утилизации теплоты, уносимой охлаждающей водой, необходимо учесть сле­дующее:

– относительная величина q_oxл с уменьшением мощности дизеля уве­личивается;

– применение высокотемпературного охлаждения дизелей увеличи­вает температурный потенциал охлаждающей воды и повышает эффектив­ность утилизации; с увеличением давления наддува происходит уменьше­ние удельного количества теплоты, уносимой охлаждающей водой;

– при использовании теплоты, отводимой от воды внутреннего контура системы охлаждения, следует учитывать недопустимость понижения температуры воды на входе в двигатель ниже допускаемых значений, поскольку это может привести к нарушению температурного режима деталей цилиндропоршневой группы, увеличению скоростей изнашивания, сернистой коррозии и т. д.

При отсутствии опытных данных для конкретных типов дизелей по q_oxл и Q_oxл. Для их расчета можно воспользоваться обобщенной зависимо­стью изменения относительной величины удельного количества теплоты, уносимой охлаждающей водой от изменения относительной величины мощности, полученной для четырехтактных дизелей речного флота и спра­ведливой в диапазоне (0,4 ÷ 1,0) N_e

, (2.16)

где − относительное количество теплоты, уносимой охлаждающей водой.

По характеру изменения всей (или части) потери теплоты с охлаждающей жидкостью на долевых режимах работы двигателей определяется удельное количество теплоты, кДж/(кВт×ч), которое может быть использовано в схеме утилизации,

. (2.17)

Абсолютная величина потерь теплоты с охлаждающей жидкостью на долевом режиме

.(2.18)

Перепад температур охлаждающей воды внутреннего контура в процессе ее охлаждения после выхода из двигателя, как правило, не превышает Δt_вд = 8 ÷ 12 К, т. е. минимальная температура выпускных газов за СУТ должна быть не ниже – Δt_вд (здесь – температура охлаждающей воды на выходе из двигателя).

Максимальный коэффициент использования теплоты охлаждающей воды без учета изменения теплоемкости воды на входе и выходе СУТ равен

, (2.19)

где – максимальная температура охлаждающей воды на выходи из двигателя при работе на номинальном режиме, °С. Принимается в пределах 75 ÷ 90 °С в зависимости от степени форсированности двигателя; – минимально допустимое значение температуры охлаждающей воды на входе в двигатель при работе на номинальном режиме, °С.

Действительный коэффициент использования теплоты охлаждающей воды

.(2.20)

Температура охлаждающей воды на выходе из двигателя зависит от режима его работы

. (2.21)

Таким образом, количество теплоты, которое может быть передано в СУТ, с учетом (2.20) определяется по формуле

. (2.22)

Студенты выполняют расчеты количества теплоты, уносимой с охлаждающей водой, итоговые результаты которых представляются в табличной форме (см. табл. 2.7).

Таблица 2.7

Расчет количества теплоты, уносимой охлаждающей жидкостью

Определяемый параметр, размерность	Обозначение	Расчетная формула	Нагрузка в долях от номинальной
0,4	0,6	0,8	1,0
Мощность двигателя эффективная, кВт	Ne
Удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт∙ч)	ge	табл. 2.5
Рабочая низшая теплота сгорания, кДж/кг		(2.2) или табл. 2.2
Относительные потери теплоты с охлаждающей жидкостью на номинальном режиме		табл. 2.3
Удельные потери теплоты с охлаждающей жидкостью, кДж/(кВт×ч)		(2.16)

Окончание табл. 2.7

Определяемый параметр, размерность	Обозначение	Расчетная формула	Нагрузка в долях от номинальной
0,4	0,6	0,8	1,0
Абсолютная величина потерь теплоты с охлаждающей жидкостью на долевом режиме, кДж/ч	Qохл	(2.17)
Максимальная температура охлаждающей воды на номинальном режиме, °С		принимается
Расчетная температура охлаждающей воды °С		(2.21)
Снижение температуры воды внутреннего контура в процессе ее охлаждения, °С	Δtвд	принима­ется
Расчетная температура воды внутреннего контура после ее охлаждения (перед входом в двигатель), °С		– Δtвд
Максимальный коэффициент использо­вания теплоты охлаждающей воды		(2.19)
Действительный коэффициент использо­вания теплоты охлаждающей воды		(2.20)
Количество теплоты, которое может быть передано в систему утилизации теплоты от охлаждающей воды внутреннего контура, кДж/ч		(2.22)

Поиск по сайту: