9.2.Агрегат системы охлаждения главного двигателя.

Система охлаждения пресной водой осуществляет отвод тепла от ряда нагретых деталей и узлов двигателя (цилиндровые втулки, крышки цилиндров, клапанные узлы), обеспечивая им требуемый температурный режим.

При компоновке схемы системы охлаждения, к ней предъявляются требования:

- живучесть системы, что обеспечивается резервированием насоса пресной воды и теплообменного аппарата;

- насосы должны иметь достаточный кавитационный запас;

- контур пресной воды должен иметь компенсирующий объём (расширительная цистерна);

- Каждая единица оборудования, а также каждое ответвление трубопровода должны иметь запорную арматуру;

- регулирование температуры пресной воды должно осуществляться путём перепуска воды мимо теплообменников;

- для осуществления контроля за работой системы необходимо предусмотреть контрольно-измерительную аппаратуру.

В качестве конструктивного узла, разработан агрегат охлаждения главного двигателя пресной водой. В агрегат входят:

- один резервный насос пресной воды высокотемпературного контура системы охлаждения марки НЦВ 40/30Б.

W_НПВВ= 40 м³/ч.

Р = 0,3 МПа.

N= 7,5 кВт.

- один резервный насос пресной воды низкотемпературного контура системы охлаждения марки НЦВ 63/20Б.

W_НПВВ= 63 м³/ч.

Р = 0,2 МПа.

N= 7,5 кВт.

- теплообменник пресного контура ГД(поставляется с ГД).

CBL76L– 50M

N= 230 кВт.

- терморегулятор и запорная арматура.

Основные параметры агрегата:

Общий расход охлаждающей воды	100 т/ч
Объём расширительной цистерны	0,9 м2

Гидравлический расчёт агрегата охлаждения.

Гидравлический расчёт производится с целью определения основных размеров трубопровода и потерь давления при протекании в нём рабочей среды.

Расчёт характеристики сложного разветвлённого трубопровода производится в два этапа. На первом этапе рассчитываются характеристики отдельных участков трубопровода. На втором этапе производится сложение гидравлических характеристик участков, в результате чего получается гидравлическая характеристика разветвлённого трубопровода.

Длина отдельных участков и число фасонных частей определяется принципиальной схемой агрегата.

Предварительная скорость воды принимается:

W_o= 2,5 м/с.

Условный проход участков трубопровода определяется в зависимости от расхода среды и предварительно принятой скорости по уравнению сплошности:

; м.

G– расход воды через соответствующий участок, м³/ч.

По предварительно оценённой величине D_y, выбирается исходя из сортамента труб действительный условный диаметр и соответствующий ему наружный диаметр трубопровода, с таким расчётом, чтобы действительная скорость воды не выходила за пределы 2,0…4,0 м/с.

Для определения диаметра трубы необходимо найти толщину стенки. В соответствии с правилами Регистра толщина стенки трубы рассчитывается:

; м.

φ = 1 – для бесшовных труб;

Р = 0,26 МПа – максимальное давление рабочей среды;

[δ] = 116 МПа – допустимое напряжение материала трубы на разрыв;

b– прибавка на утонение трубы при гибке;

с = 0,5 мм – прибавка на коррозию.

; м.

R= 0,005 м – наименьший радиус погиба трубы.

Действительная толщина стенки принимается в соответствии со стандартным значением толщин стенок труб при условии .

После определения толщины стенки рассчитывается внутренний диаметр трубы:

; м.

а затем действительная скорость потока:

; м²

После определения диаметра трубопровода необходимо уточнить принятые выше длины труб, включающие длины прямых участков, погибов, а также начальных участков.

Длина погибов рассчитывается:

; м

h₁= 2,5 – относительный радиус погибов;

h₂- количество погибов

Влияние на гидравлическое сопротивление начальных участков трубопроводов учитывается коэффициентом запаса k_H= 1,2

Общие потери на участке трубопровода будут равны сумме потерь на трение и местных потерь:

Н = Н_т+Н_м

Потери на трение определяются по формуле:

; кПа

λ_Т– коэффициент трения;

l– суммарная длина трубопровода

Коэффициент трения зависит от режима течения, характеризуемого числом Рейнольдса и шероховатости поверхности

Число Рейнольдса:

ν = 1,02∙10^-6м²/с – кинематическая вязкость жидкости

Местные потери определяются по формуле:

- коэффициент местных потерь, определяемый по справочнику.

В процессе гидравлического расчёта, как правило, при заданных расходах в параллельных ветвях потери напора получаются разные. Поэтому для обеспечения заданных расходов производится шайбование, когда в ветви с малыми потерями устанавливаются дроссельные шайбы или клапаны, с тем, чтобы довести потери напора в этой ветви до уровня потерь в остальных ветвях.

Коэффициент потерь дроссельной шайбы:

H_max– максимальные потери из рассматриваемой группы параллельных участков;

H_i– потери напора на участке где устанавливается дроссельная шайба;

W– скорость воды на этом участке