Цель и задачи курсовой работы. Кафедра теплотехники

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.академика С.П.Королёва

Кафедра теплотехники

Курсовая работа

Расчет элементов жидкостного охлаждения поршневого двигателя внутреннего сгорания

Вариант – 2

Выполнил: Ахполов Д.А.. гр.243

Проверил: Толстоногов А.П.

САМАРА, 2011

Содержание

Перечень условных обозначений, символов, сокращений единиц и терминов 4

Введение. 5

Цель и задачи курсовой работы.. 6

Исходные данные к расчету элементов СЖО.. 7

1. Определение количества тепла, отводимого в систему охлаждения. 8

2. Расчет радиатора. 8

2.1 Расчет основных характеристик радиатора. 8

2.2 Определение удельной массы радиатора. 14

2.3Гидравлический расчет радиатора. 15

3. Расчет жидкостного насоса. 17

3.1. Расчет параметров жидкостного насоса. 17

3.2. Определение конструктивных размеров жидкостного насоса. 19

3.3. Построение профиля лопатки жидкостного насоса. 19

4. Расчет осевого вентилятора. 20

4.1. Расчет основных характеристик вентилятора. 20

4.2. Определение конструктивных размеров вентилятора. 21

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 22

Приложение. 23

Реферат

Пояснительная записка: страниц – 22, таблиц – 1, источников – 3, приложений – 2.

Графическая часть: рисунков – 5.

СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ, РАДИАТОР, ЖИДКОСТНЫЙ НАСОС, КРЫЛЬЧАТКА, ВЕНТИЛЯТОР, ЛОПАСТЬ, ТОСОЛ, ОСТОВ РАДИАТОРА, ЯЧЕЙКА ОСТОВА, ЧИСЛО РЕЙНОЛЬДСА, КРИТЕРИЙ НЮССЕЛЬТА, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ.

В ходе данной курсовой работы был проведен анализ и расчет системы жидкостного охлаждения: радиатора, жидкостного насоса, вентилятора; построен теоретически полученный профиль лопатки (приложение 1). Полученные теоретические данные сравнены с экспериментальными, сделаны соответствующие выводы. Данные по радиатору, жидкостному насосу и вентилятору сведены в заключительные таблицы (приложение).

Перечень условных обозначений, символов, сокращений единиц и терминов

b- ширина , м ;

C- теплоёмкость , Дж/кг*К ;

D- диаметр, мм ;

F- поверхность охлаждения , м² ;

H_u- низшая теплота сгорания топлива , кДж/кг ;

i- число цилиндров ;

N- мощность , Вт ;

n- частота вращения, об/мин , 1/с

P- давление , Па ;

Q- количество тепла , Дж/с , Вт ;

r- радиус , м ;

S- ход поршня , м ;

T- температура ,К (С⁰) ;

∆T-температурный перепад ,

∆P- сопротивление воздушного тракта , Па ;

α- коэффициент теплоотдачи , Вт/м*К ;

α , β- углы между направлениями скоростей потока ;

η- коэффициент полезного действия ;

ρ- плотность , кг/м³ ;

u- скорость , м/с .

Индексы :

- бн – без наддува ;

- возд – воздух ;

- вых – выхода ;

- вх – входа ;

- вен – вентилятор ;

- гол – головка ;

- ж – жидкость ;

- л – лопасть ;

- р – расчетное ;

- рад – радиатор ;

- сн – с наддувом ;

- ср – средняя ;

- тр – тракт ;

- цил – цилиндр ;

- фр – фронтальная,

- г – горячий;

- ОЖ – охлаждающая жидкость;

- СО – система охлаждения;

- СЖО – система жидкостного охлаждения.

Введение

Охлаждение двигателя применяется в целях принудительного отвода тепла от нагретых деталей для обеспечения оптимального теплового состояния двигателя и его нормальной работы. Большая часть отводимого тепла воспринимается системой охлаждения (СО), меньшая – системой смазки и окружающей средой.

В зависимости от применяемого теплоносителя в автомобильных и тракторных двигателях применяют систему жидкостного или воздушного охлаждения. В качестве жидкого охлаждающего вещества применяют воду и некоторые другие высококипящие жидкости, а в системах воздушного охлаждения – воздух .

Каждая из указанных СО имеет преимущества и недостатки. К при имуществам жидкостного охлаждения относится :

А) более эффективный отвод тепла от нагретых деталей двигателя при любой тепловой нагрузке;

Б) быстрый и равномерный прогрев двигателя при пуске ;

В) допустимость применения блочных конструкций цилиндров ;

Г) меньшая склонность к детонации в бензиновых двигателях ;

Д) более стабильное тепловое состояние двигателя при изменении режима его работы ;

Е) меньшие затраты мощности на охлаждение и возможность использования тепла, отводимого в систему охлаждения и др.

Недостатки системы жидкостного охлаждения :

А) большие затраты на обслуживание и ремонт в эксплуатации ;

Б) пониженная надёжность работы двигателя при отрицательных температурах окружающей среды и большая чувствительность к её изменению.

Расчет основных конструктивных элементов СО производится исходя из количества тепла, отводимого от двигателя в единицу времени.

Цель и задачи курсовой работы

Выполнение курсовой работы по предмету «Системы охлаждения поршневых двигателей» должно закрепить знания, полученные в ходе изучения этой дисциплины, применению их при расчетах основных элементов системы охлаждения карбюраторного двигателя при заданных исходных данных; проявить умение выбирать оптимальные соотношения параметров данной системы; закрепить навыки использования рекомендуемых соотношений и предельных значений допустимых величин при проектирование таких систем для поршневого двигателя.

По выполненной работе составляется пояснительная записка с необходимыми расчетами, графиками, рисунками, таблицами, которая оформляется в соответствии с требованиями стандартов единой системы конструкторской документации к текстовым документам ГОСТ 2.105-95.

Постановка задачи

В ходе выполнения курсовой работы необходимо провести расчет элементов системы жидкостного охлаждения поршневого двигателя внутреннего сгорания заданного варианта. Это может быть двигатель с внешним смесеобразованием на жидком (ж) или газообразном (г) топливе (карбюраторный), или с внутренним смесеобразованием (дизель).

Предполагается, что студент имеет необходимые величины по составу и термодинамическим характеристикам рабочего тела для своего варианта задания.

Расчет системы жидкостного охлаждения сводится к определению основных размеров водяного насоса, поверхности радиатора и подбору вентилятора.