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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:3600hNgQueeWA(千焦/秒)(1-1)A---传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比,对汽油机A=~,对柴油机A=~ge---内燃机燃料消耗率(千克/千瓦.小时)Ne---内燃机功率(千瓦)hu---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QW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。具有一般指标的内燃机,在额定工况时,柴油机ge可取~0.27千克/千瓦.小时,汽油机ge可取~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QW=(~)Ne柴油机QW=(~)Ne车用柴油机可取QW=(~)Ne,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QW=(~)Ne,精确的QW应通过样机的热平衡试验确定。取QW=Ne考虑到机油散热器散走的热量,所以QW在上式计算的基础上增大10%额定功率:∴对于420马力发动机QW=*309=千焦/秒增大10%后的QW=千焦/秒∴对于360马力发动机QW=*266=千焦/秒增大10%后的QW=千焦/秒∴对于310马力发动机QW=*225=135千焦/秒增大10%后的QW=千焦/秒最大扭矩:∴对于420马力发动机QW=*250=150千焦/秒增大10%后的QW=165千焦/秒∴对于360马力发动机QW=*245=147千焦/秒增大10%后的QW=千焦/秒∴对于310马力发动机QW=*180=108千焦/秒增大10%后的QW=千焦/秒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VWctQVwwwWW(米3/秒)(1-2)式中tw---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tw=6~12℃w---水的比重,可近似取w=1000千克/米3cw---水的比热,可近似取cw=千焦/千克.度取tw=12℃额定功率:∴对于420马力发动机VW=(12*1000*)=(米3/秒)=(L/min)∴对于360马力发动机VW=(12*1000*)=(米3/秒)=(L/min)∴对于310马力发动机VW=(12*1000*)=(米3/秒)=(L/min)最大扭矩:(对应转速1300~1600)∴对于420马力发动机VW=165/(12*1000*)=(米3/秒)=(L/min)∴对于360马力发动机VW=(12*1000*)=(米3/秒)=(L/min)∴∴对于310马力发动机VW=(12*1000*)=(米3/秒)=(L/min)3.冷却空气需要量冷却空气的需要量Va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QWctQVaaaWa(米3/秒)(1-3)式中ta---空气进入散热器以前与通过散热器以后的温度差,通常ta=10~80℃a---空气的比重,可近似取a=千克/米3ca---空气的定压比热,可近似取ca=千焦/千克.度额定功率:(取ta=75℃)∴对于420马力发动机Va=(60**=3.2143米3/秒∴对于360马力发动机QW=(60**=2.7670米3/秒∴对于310马力发动机QW=(60**=2.3405米3/秒最大扭矩:∴对于420马力发动机QW=165/(80**=千焦/秒∴对于360马力发动机QW=(80**=千焦/秒∴对于310马力发动机QW=(80**=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。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。2、散热器的计算程序1)、按热平衡试验的数据或经...

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