Поліпшення ефективності систем охолодження локомотивів
Loading...
Date
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
UK: Проведено огляд і аналіз причин, що призводять до зниження теплорозсіювальної здатності систем охолодження тепловозів, і показана необхідність удосконалення конструкції, контролю і оцінки економічних наслідків такою зниження. Проведено аналіз фактичного стану теплорозсіювальної здатності системи охолодження кількох магістральних тепловозів. В результаті встановлено, що теплорозсіювальна здатність системи охолодження тепловозів, які перебувають в експлуатації, може становити до 0,3 від номінальною значення, що на 65% нижче регламентованих допустимі значення. При оптимізації розташування пучка трубок по фронту, за критерієм аеродинамічного опору повітрю спроектовано одинадцять варіантів розміщення рядів краплеподібних трубок в пучку. Встановлено, що доцільно розташувати сусідні трубки по фронту, на відстані не більше ніж 27,5 мм одна від одної.
При проектуванні нової конструкції секції радіатора тепловоза необхідно виходити з властивостей уніфікованості вузла охолоджувального пристрою. В даному випадку, особливу роль відіграють геометричні параметри кріплення радіатора до колекторів водяної системи, а саме висота радіатора і його ширина. Так найбільш раціональне значення розташування по фронту краплеподібних трубок, з кутом розвороту 15° і площею внутрішнього перерізу трубки 50 мм2, становить 23 мм. При цьому максимальна кількість рядів трубок по фронту дорівнює шести.
Результати моделювання параметрів трубок різного профілю та різного напрямку повітряного потоку показали, що найкраще тепловідведення мають трубки краплеподібного профілю з продувкою з тупої сторони. Зниження температури в них на відстані 10 см від входу при початковій температурі 75°С води складає 11,2°С, зниження температури в звичайних плосковальних складає 8,3°С. Також, якщо розглядати секцію в цілому, то з епюр видно, що така схема розташування трубок сприяє більш рівномірному відводу тепла по всій секції радіатора.
EN: The review and analysis of the reasons leading to decrease in heat-dissipating ability of cooling systems of locomotives is carried out, and necessity of perfection of a design, control and an estimation of economic consequences of such decrease is shown. The analysis of the actual state of heat dissipation capacity of the cooling system of several main locomotives is carried out. As a result, it is established that the heat dissipation capacity of the cooling system of diesel locomotives in operation can be up to 0.3 of the nominal value, which is 65% below the regulated permissible values. When optimizing the location of the tube bundle on the front, according to the criterion of aerodynamic air resistance, eleven options for placing rows of teardrop-shaped tubes in the bundle are designed. It is established that it is expedient to place the adjacent tubes on the front, at a distance of not more than 27.5 mm from each other. When designing a new design of the locomotive radiator section, it is necessary to proceed from the properties of the unification of the cooling unit. In this case, a special role is played by the geometric parameters of the radiator to the collectors of the water system, namely the height of the radiator and its width. Thus, the most rational value of the location on the front of the teardrop-shaped tubes, with a turning angle of 15 ° and an inner cross-sectional area of the tube of 50 mm2, is 23 mm. The maximum number of rows of tubes on the front is six. The results of modeling the parameters of tubes of different profile and different direction of air flow showed that the best heat dissipation have tubes of teardrop-shaped profile with a purge on the blunt side. The decrease in temperature in them at a distance of 10 cm from the entrance at an initial temperature of 75 ° C of water is 11.2 ° C, the decrease in temperature in conventional flat is 8.3 ° C. Also, if we consider the section as a whole, it can be seen from the diagrams that this layout of the tubes contributes to a more uniform heat dissipation throughout the section of the radiator.
EN: The review and analysis of the reasons leading to decrease in heat-dissipating ability of cooling systems of locomotives is carried out, and necessity of perfection of a design, control and an estimation of economic consequences of such decrease is shown. The analysis of the actual state of heat dissipation capacity of the cooling system of several main locomotives is carried out. As a result, it is established that the heat dissipation capacity of the cooling system of diesel locomotives in operation can be up to 0.3 of the nominal value, which is 65% below the regulated permissible values. When optimizing the location of the tube bundle on the front, according to the criterion of aerodynamic air resistance, eleven options for placing rows of teardrop-shaped tubes in the bundle are designed. It is established that it is expedient to place the adjacent tubes on the front, at a distance of not more than 27.5 mm from each other. When designing a new design of the locomotive radiator section, it is necessary to proceed from the properties of the unification of the cooling unit. In this case, a special role is played by the geometric parameters of the radiator to the collectors of the water system, namely the height of the radiator and its width. Thus, the most rational value of the location on the front of the teardrop-shaped tubes, with a turning angle of 15 ° and an inner cross-sectional area of the tube of 50 mm2, is 23 mm. The maximum number of rows of tubes on the front is six. The results of modeling the parameters of tubes of different profile and different direction of air flow showed that the best heat dissipation have tubes of teardrop-shaped profile with a purge on the blunt side. The decrease in temperature in them at a distance of 10 cm from the entrance at an initial temperature of 75 ° C of water is 11.2 ° C, the decrease in temperature in conventional flat is 8.3 ° C. Also, if we consider the section as a whole, it can be seen from the diagrams that this layout of the tubes contributes to a more uniform heat dissipation throughout the section of the radiator.
Description
Keywords
локомотив, поліпшення, ефективність, система охолодження, locomotive, improvement, efficiency, cooling system, ВКР
Citation
Щербачук В. А. Поліпшення ефективності систем охолодження локомотивів : дипломна робота на здобуття кваліфікаційного ступеня магістра : спец. 273 – залізничний транспорт / наук. керівник Д. В Бобирь ; Дніпров. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. Дніпро, 2020. 102 с.