Підвищення ефективності тепловоза застосуванням водомасляного пластинчатого теплообмінника

 

Рис. 2 Порівняння різноманітних поверхонь за інтенсивністю тепловіддачі

 

Рис. 3 Порівняння різноманітних поверхонь за коефіцієнтом опору

 

Параметри вібрації піддизельної рами обрані на підставі проведених досліджень впливу вібрації дизель-генераторної установки на тепловози типу 2ТЭ116.

У п'ятому розділі приведена методика розрахунку проектного водомасляного пластинчатого теплообмінника з конфузор-дифузорними і каплеподібними щілинними каналами, що зазнає вплив вимушеної вібрації, для систем охолодження тепловозів і дизель-поїздів.

Подано порівняння параметрів розробленого проектного водомасляного пластинчатого теплообмінника з конфузор-дифузорними і каплеподібними щілинними каналами з водомасляним теплообмінником, що використовується у даний час на магістральних тепловозах 2ТЭ116 і що має як теплообмінні поверхні мідні трубки малого діаметра.

Дано техніко-економічну оцінку використання проектного пластинчатого водомасляного теплообмінника з конфузор-дифузорними і каплеподібними щілинними каналами на локомотиві. Економічний ефект від упровадження проектного водомасляного пластинчатого теплообмінника обумовлений зниженням собівартості теплообмінного апарата заміною при виготовлені теплообмінних поверхонь міді – сталлю, здешевленню вартості виготовлення одного квадратного метра теплообмінної поверхні в результаті заміни трубок малого діаметра на тонкі сталеві листи з гофрами спеціального профілю, а так само зниженням витрат на обслуговування.

Очікуваний економічний ефект (з урахуванням ПДВ) від застосування проектного рекуперативного водомасляного пластинчатого теплообмінника з конфузор-дифузорними і каплеподібними щілинними каналами на локомотиві 2ТЭ116 при його виробництві складе 18830 грн. на секцію (у цінах на 1. 08. 1999 р.).

 

 

Дисертаційна робота присвячена актуальній для залізничного транспорту проблемі поліпшення використання сировинних ресурсів при виробництві тепловозів у результаті удосконалення водомасляних теплообмінних апаратів для системи охолодження, що дозволяє замінити робочі поверхні з мідних трубок сталевими листами.

Подані в дисертації результати проведених теоретичних і експериментальних досліджень дозволяють зробити такі висновки:

1.У результаті проведених досліджень виявлений резерв поліпшення використання сировинних ресурсів при виробництві тепловозів, що полягає в зниженні використання кольорових металів в охолодному устаткуванні шляхом застосування нових конструкцій водомасляних теплообмінників пластинчатого типу.

2.На підставі аналізу науково-технічної інформації розроблена нова схема пластинчатого рекуперативного водомасляного теплообмінника й обраний метод інтенсифікації теплообміну в ньому, що полягає в сполученні геометричних параметрів теплообмінної поверхні, як-от, конфузор-дифузорного перетину каналу, з вимушеною вібрацією на піддизельной рамі, що має місце при роботі тепловоза, що дозволяє замінити теплообмінні поверхні з мідних трубок малого діаметра, використовувані в даний час, тонкими сталевими листами з гофрами спеціального профілю, і тим самим підвищити ефективність тепловоза.

3.Розроблено математичну модель розрахунку параметрів теплообмінної поверхні, на підставі якої отримані вираження для визначення тепловіддачі на досліджуваній пластинчатій поверхні, адекватні експерименту, а також товщини втрати імпульсу і товщини витиснення на гофрах спеціального профілю.

4.На підставі отриманих виражень для розрахунку товщини втрати імпульсу і товщини витиснення на поверхні з гофрами спеціального профілю, а також з урахуванням теоретичних досліджень отримані геометричні характеристики гофри теплообмінної поверхні: кут нахилу обтічника до циліндричної частини гофри – =50, внутрішній радіус циліндричної частини гофри – Rв=2 мм, зовнішній радіус циліндричної частини гофри – Rн=2, 8 мм, товщина пластинчатої поверхні – 1=0, 8 мм.

5.Створено дослідний зразок рекуперативного водомасляного пластинчатого теплообмінника з конфузор-дифузорними і каплеподібними щілинними каналами, в якому теплообмінні поверхні виконані з тонкого оцинкованого сталевого листа з гофрами спеціального профілю.

6.Проведені експериментальні дослідження дослідного пластинчатого теплообмінника дозволили одержати його характеристики і виявити, що в результаті впливи вібрації на теплообмінну поверхню з амплітудою коливань – до 0, 2 мм і частотою від 15 Гц до 25 Гц інтенсивність теплообміну зростає до 30% при збільшенні коефіцієнта опору до 20%, тобто отриманий ріст інтенсивності теплообміну випереджає гідравлічний опір.

7.На підставі експериментальних даних отримані критеріальне рівняння для знаходження критерію Нуссельта і коефіцієнта опору досліджуваних поверхонь, що утворять конфузор-дифузорні щілинні канали.

8.Розроблено методику і програму розрахунку теплообмінного апарата пластинчатого типу з урахуванням вимушеної вібрації, що дозволило спроектувати водомасляний пластинчатий теплообмінник для системи охолодження тепловоза типу 2ТЭ116, застосування якого дозволить одержати економічний ефект за рахунок відмови від використання кольорового металу, здешевлення технології виготовлення і зниження витрат на обслуговування в розмірі 18830 грн. на секцію (у розрахунку на 1. 08. 1999 г).

9.Результати дисертаційної роботи використовуються в ХК «Луганськтепловоз» при розробці водомасляних теплообмінників для магістральних тепловозів і дизель-поїздів, що дозволяє скоротити обсяг, трудомісткість і вартість дослідно-конструкторських і експериментальних робіт.

 

 

1. Могила В. И., Игнатьев О. Л., Креспо Н. В. Выбор рациональной формы диффузор-конфузорных и сфера-угольных каналов водомасляного теплообменника для систем охлаждения магистральных тепловозов. // Вестник Восточноукраинского государственного университета. Изд-во ВУГУ. Сер. Транспорт. – 1996. – С. 75-79.

2. Игнатьев О. Л., Могила В.