2. Расчет и построение экономических характеристик проектируемого тепловоза

Основным экономическим показателем тепловоза яв­ляется его коэффициент полезного действия (КПД), кото­рый показывает отношение полезной работы, совершаемой тепловозом, к затраченной работе и определяется по формуле

,

где - касательная мощность тепловоза, кВт;

- часовой расход топлива, кг/ч;

- 42500 кДж/кг - удельная теплота сгорания дизельного топлива.

Часовой расход дизельного топлива тепловозом определяют по выражению

кг/ч ,

где - эффективная мощность, кВт;

- 0,210 кг/(кВт ч) - удельный расход топлива, принятый для проектируемого тепловоза (табл. 3).

Касательную мощность тепловоза определяют по формуле

.

Для скорости = 30 км/ч

км/ч

Для касательной мощности Р = 2350 кВт

Аналогичные расчеты следует призвести для всего интер­вала скоростей движения.

Результаты расчета экономических характеристик оформ­ляют в табл.8.

Графические зависимости Р_к = и = пред­ставлены на рис.З.

3. Методические указания к расчету охлаждающего устройства.

1. Расчет потребного числа водяных секций.

Расчетная схема охлаждающего устройства тепловоза приведена на рис.4.

Рис. 4. Расчетная схема охлаждающего устройства тепловоза

Требуемое количество секций радиатора, температуры воды и воздуха, требуемую подачу водяного циркуляционно­го насоса и расход воздуха через секции определяют путем со­вместного решения фундаментальных уровней теплового ба­ланса и теплопередачи для воздуха и охлаждаемой жидкости:

здесь Q - количество тепла, отводимого от охлаждаемой жид­кости, кДж/с, (кВт);

t₁ и t₂ -температуры жидкости перед секциями холодильной камеры и после них, °С;

и температуры воздуха перед секциями холодиль­ной камеры и за ними, °С;

С_в и С_р - удельные теплоемкости охлаждаемой жид­кости и воздуха, кДж/(кгК). Для воды С_в= 4,19 кДж/(кгК), для воздуха С_р =1 кДж/(кгК);

Z - число водяных секций в рассчитываемом контуре;

К - коэффициент теплопередачи от жидкости к возду­ху, кВт/м² К;

F- поверхность одной секции, омываемая воздухом, м²;

- расход охлаждаемой жидкости в данном контуре системы охлаждения, кг/с;

- расход воздуха через данную группу секций, кг/с.

Количество тепла в кДж/с, которое должно быть отведено в окружающую среду

где Q - количество тепла, вводимого в тепловозный дизель с топливом, кДж/с.

Значение q в % принимаем по данным табл. в соответ­ствии с вариантом задания.

Здесь

(5)

где - удельный расход топлива дизелем, кг/кВт ч;

N_e - эффективная мощность тепловозного дизе­ля, кВт (определена в разделе 1);

- 42500 кДж/кг - низшая теплота сгорания дизельно­го топлива.

При выполнении расчетов принимать:

а) максимальную температуру воды на выходе из дизеля

= 90÷95°С ;

б) максимальную температуру масла на выходе из дизеля г;

=80÷85°C ;

в) максимальную температуру воды на выходе из во­домасляного теплообменника:

= 70÷75° С ;

г) температуру наружного воздуха: т,=4о с

д) удельные теплоемкости:

для воды с_р =4,19 кДж/(кг-К);

для воздуха С,,=1 кДж/(кг-К)

е) коэффициент теплопередачи для стандартных водя­ных секций К_в= 0,05 кВт/м²_*К;

ж) массовую скорость воздуха в водяных секциях

з) линейную скорость течения воды в секциях