冷却系统计算
∴对于360马力发动机 =175.56/(12*1000*4.187)=3.49X10-3(米3/秒)=209.65(L/min)
∴对于310马力发动机 =148.5/(12*1000*4.187)=2.96X10-3(米3/秒)=177.33(L/min)
最大扭矩:(对应转速1300~1600)
∴ 对于420马力发动机 =165/(12*1000*4.187)=3.28X10-3(米3/秒)=197.03(L/min)
取 =0.60
考虑到机油散热器散走的热量,所以 在上式计算的基础上增大10%
额定功率:
∴ 对于420马力发动机 =0.6*309=185.4千焦/秒
增大10%后的 =203.94千焦/秒
∴ 对于360马力发动机 =0.6*266=159.6千焦/秒
增大10%后的 =175.56千焦/秒
∴ 对于310马力发动机 =0.6*225=135千焦/秒
∴ 对于310马力发动机 =118.8/(80*1.01*1.047)=1.4043千焦/秒
二、散热器的结构设计要点
1、散热器的质量指标:
1)、传热系数KR是评价散热效能的重要参数,它表示当冷却水和空气之间的温差为1℃,每1秒通过1米2与空气接触散热表面所散走的热量。提高散热系数可以改善散热效能,减少尺寸和材料消耗。
1.冷却系统散走的热量QW
冷却系统散走的热量QW,受很多复杂因素的影响,很难精确计算,初估QW,可以用下列经验公式估算:
(千焦/秒)(1-1)
---传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比,对汽油机A=0.23~0.30,对柴油机A=0.18~0.25
---内燃机燃料消耗率(千克/千瓦.小时)
---内燃机功率(千瓦)
2.冷却水的循环量
根据散入冷却系统中的热量,可以算出冷却水的循环量
(米3/秒) (1-2)
式中 ---冷却水在内燃机中循环时的容许温升,对现代强制循环冷却系,可取 =6~12℃
---水的比重,可近似取 =1000千克/米3
---水的比热,可近似取 =4.187千焦/千克.度
取 =12℃
额定功率:
∴ 对于420马力发动机 =203.94/(12*1000*4.187)=4.06X10-3(米3/秒)=243.54(L/min)
冷却系统计算
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冷却系统计算
一、闭式强制冷却系统原始参数
都以散入冷却系统的热量QW为原始数据,计算冷却系统的循环水量、冷却空气量,以便设计或选用水泵、散热器、风扇
传热系数受散热器芯部结构、水管中冷却水的流速、通过散热器的空气流速、管片材料以及制造质量等许多因素的影响。
2)、空气阻力△PR,它主要取决于散热芯的结构和尺寸
散热器的传热系数KR和空气阻力△PR,只能通过专门的试验才能确定。
影响KR最重要因素是通过散热芯的空气流速Va,当Va提高时,传热系数KR增大,但同时使空气阻力△PR按平方关系更急剧地增长,使风扇功率消耗很快增加。
∴对于360马力发动机 =161.7/(12*1000*4.187)=3.22X10-3(米3/秒)=193.10(L/min)
∴∴对于310马力发动机 =118.8/(12*1000*4.187)=2.36X10-3(米3/秒)=141.87(L/min)
3.冷却空气需要量
冷却空气的需要量 一般根据散热器的散热量确定。散热器的散热量一般等于冷却系统的散热量
---燃料低热值(千焦/千克)
如果内燃机还有机油散热器,而且是水油散热器,则传入冷却系统中的热量,也应将传入机油中的热量计算在冷却系统中,则按上式计算的热量 值应增大5~10%
一般把最大功率(额定工况)作为冷却系统的计算工况,但应该对最大扭矩工况进行验算,因为当转速降低时可能形成蒸汽泡(由于气缸体水套中压力降低)和内燃机过热的现象。
2、散热器的计算程序
1)、按热平衡试验的数据或经验公式(1-1)计算出传给冷却液的热量 ;同时按公式(1-2)计算出冷却水的循环水量 ;用公式(1-3)计算出冷却空气量 。内燃机传给冷却液的热量 应当等于散热器散出的热量;冷却水的循环量 应当等于流过散热器水管的水流量;冷却空气量 应当等于流过散热器的空气量。
具有一般指标的内燃机,在额定工况时,柴油机 可取0.21~0.27千克/千瓦.小时,汽油机 可取0.30~0.34千克/千瓦.小时,柴油和汽油的低热值可分别取41870千焦/千克和43100千焦/千克,将此值带入公式即得
汽油机 =(0.85~1.10)
柴油机 =(0.50~0.78)
车用柴油机可取 =(0.60~0.75) ,直接喷射柴油机可取较小值,增压的直接喷射式柴油机由于扫气的冷却作用,加之单位功率的冷却面积小,可取 =(0.50~0.60) ,精确的 应通过样机的热平衡试验确定。
∴ 对于360马力发动机 =175.56/(60*1.01*1.047)=2.7670米3/秒
∴ 对于310马力发动机 =148.5/(60*1.01*1.0 对于420马力发动机 =165/(80*1.01*1.047)=1.9504千焦/秒
∴ 对于360马力发动机 =161.7(80*1.01*1.047)=1.9114千焦/秒
(米3/秒) (1-3)
式中 ---空气进入散热器以前与通过散热器以后的温度差,通常
=10~80℃
---空气的比重,可近似取 =1.01千克/米3
---空气的定压比热,可近似取 =1.047千焦/千克.度
额定功率:(取 =75℃)
∴ 对于420马力发动机 =203.94/(60*1.01*1.047)=3.2143米3/秒
增大10%后的 =148.5千焦/秒
最大扭矩:
∴ 对于420马力发动机 =0.6*250=150千焦/秒
增大10%后的 =165千焦/秒
∴ 对于360马力发动机 =0.6*245=147千焦/秒
增大10%后的 =161.7千焦/秒
∴ 对于310马力发动机 =0.6*180=108千焦/秒
增大10%后的 =118.8千焦/秒