Проектирование систем водяного охлаждения

 

 

 

 

№ п/п	Наим.	Об.	Разм.	Расчётная формула	Номер участка сети
					1-2	2-a-3	3-4	4-5	5-с-6	5-b-6	6-7	4-8	8-9	9-10
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
16	Относительный радиус погиба	n1		принимаем	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
17	Количество принятых погибов	n2		Принимаем из схемы трассировки	8	2	3	10	2	4	4	4	6	6
18	Длина погибов	lпог	м		3,44	0,76	0,8	2,8	0,76	0,5	0,3	0,3	0,8	0,8
19	Длина участка	lобщ	м	Принимаем из схемы трассировки	15,9	0,8	2,3	24,9	1,2	4,8	10,6	10,6	9,7	9,7
20	Длина прямого трубопровода	l	м	L= lобщ- lпог	12,5	0,04	1,5	22,1	0,44	4,3	10,3	10,3	8,9	8,9
21	Число Рейнольдса	Re		Re=		0.9*		0.64*	0.9*	0.3*	0.04*	0.04*	0.3*	0.3*
22	Плотность забортной воды	ρ	Кг/м³	Из таблиц	1020	1020	1020	1020	1020	1020	1020	1020	1020	1020
23	Температура заб. воды	t	°C	Принимаем	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30
24	Солёность заб. Воды	S	°%	Из таблиц	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500
25	Гидравлический диаметр	d	м		0,406	0,406	0,406	0,279	0,225	0,148	0,279	0,148	0,069	0,148
26	Кинематическая вязкость	Ν*107	м²/с	По табл.	8,19	8,19	8,19	8,19	8,19	8,19	8,19	8,19	8,19	8,19
27	Коэффициент трения	λ			0,101	0,104	0,115	0.114	0,104	0,137	0,137	0,137	0,137	0,137
28	Приведённая шероховатость	K	мм		0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
29	Потери на трение		Дж/кг		1,73	0,86	0,22	0,58	1,45	14,51	0,79	10,06	7,63	7,70
30	Местноеспротивление в охладителе пресной  воды		Дж/кг	Принимаем в соответсвии с опытом	-	-	45	-	-	-	40	40	-	-
31	Сопровтивление в маслоохладителе		Дж/кг	Принимаем в соответсвии с опытом	-	-	-	35	-	-	30	30	-	-
32	Сопровтивлениев воздухоохладителе		Дж/кг	Принимаем в соответсвии с опытом	-	-	-	25	-	-	-	-	-	-
33	Сопровтивлениев фильтре грубой очистки		Дж/кг	Принимаем в соответсвии с опытом	20	-	-	-	-	-	-	-	-	-
34	Сопровтивлениена входе в трубопровод		Дж/кг		1	-	-	-	-	-	-	-	-	-
35	Сопротивление на выходе из трубопровода		Дж/кг		-	-	-	-	2	-	-	-	-	-
36	Сопротивление погибов		Дж/кг		16	4	6	20	4	8	8	8	12	12
37	Сопротивление фитинговойарматуры		Дж/кг		5.88	3.92	3.92	3.92	1.96	3.92	6.13	6.13	1.96	1.96
38	Сопротивление запорныхклпанов		Дж/кг		-	-	21,6	21,6	10,8	-	33,8	33,8	10,8	10,8
39	Сопротивление невозвратных клапанов		Дж/кг		14	-	-	-	-	-	-	-	-	-
40	Сопротивление клинкетных задвижек		Дж/кг		0,42	-	-	-	-	-	-	-	-	-
41	Сопротивление дроссельных шайб		Дж/кг		-	-	-	34,9	-	-	-	-	-	-
42	Суммарные местные потери по всем участкам		Дж/кг		57,3	7,92	76,52	105,5	18,76	11,92	117,9	117,9	26,76	26,76
43	Общие суммарные сопротивления участков трубопроводов		Дж/кг		69,5	7,97	79,3	106,4	19,3	30,9	123,5	123,5	66,1	66,1
44	По магистралям		Дж/кг	+114    176,4	+	+	+		+

                                                                     +87      203,2           +              +                           +           +                                                                

 

                                                                                 290              +                                                                                         +              +                             +

 

                                                                                 290              +                                                                                         +                               +            +   

 

6. Построение характеристики сети

Характеристики насоса (номинальные  значения):

H=

G=

H=

 

Таблица 2. Напорная характеристика сети

	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1	1.2	1.4	1.6	1.8
H	49	58	86	133	198	290	383	503	645	802
G	0	48	96.4	145	193	241	289	337	386	434

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Напорная характеристика сети.

 

 

 

 

5. Выбор насоса

Выбор насоса производится по каталогам, исходя из его подачи, напора, кавитационного запасаэнергии на входе в колесо.

 

Принимаем 2 насоса + 1 резервный НЦВ 120/35:

= 120м³/ч

= 350Дж/кг

n = 3000об/мин

25 кВт

Кавитационный запас Δh_д=60 Дж/кг

Располагаемый кавитационный  запас

 

, кавитационное качество выбранного  насоса обеспечено.

 

6. Расчёт трубопровода  на прочность

Толщины стенок всех труб системы  удовлетворяют условию:

 

Напряжение сжатия от тепловой деформации

МПа , где

ε – коэффициент линейного  расширения

E – модуль упругости материала трубы

t_max –максимальное значение температуры забортной воды

Напряжение в радиальном направлении, сжатие от сил давления

МПа, где

Па

 

 

 

 

 

Напряжение в тангенциальном направлении от сил давления

 МПа

Эквивалентное напряжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Расчет охладителя воды

№         Показатели        Обозна-   Размер-   Формула, источник информацииЧисл.

п/пчениеность                                                                              знач.

1      Принимаемаумая                                    Охлаждаемая вода движется в межтруб-

       схема охлажд. воз                                   ном пространстве между сегментными

       духа , Охлаждение                                  перегородками, омывая трубки снаружи

       с прям.труб., закре                                  Охлаждающая вода движется внутри

       пленная  с обеих ко                                  трубок.

       нцов

2     Отношение  наруж-          Принимаем в соответствии с опытом     1,33

ного диаметра тру                                   проектирования

бок к внутреннему

3     Повышение  темпе         10,5

ратуры морской во

ды в охладителе

 

4    Температура забо 40,5

ртной воды на вы

      ходе из  охла-ля.                                        на входе в охладитель

 

5    Средняя логариф,           34

мическая разность

между пресной и 

      забортной  водой

6    Скорость пресной       м/с      Принимаем в соответствии с опытом             2

воды в трубках

7    Число ходов по        Принимаем в соответствии с опытом4

воде                                                          

8     Плотность прес-                  кг/     Принимаем 977

ной воды

9    Число трубок  в        N     92

охладителе

10   Количество труб-       46

ок расположен-

в вырезе сепа-ии

11   Шаг разбивкиS  м                 0.022

трубок

12 Коэффициент зап -          Принимаем в соответствии с опытом           0,8

олнения трубной                                      проектирования

доски

13  Диаметр гнезда           Dм                  0,22

трубок(диаметр

трубной доски)

14  Внутренний диа-         м            0,23

метр корпуса ох-                                      +0,002

ладителя

15  Площадь для про-     0.023

хода охлажда-

емой воды в выре

зе перегородки

 

16  Число ходов по            -          Принимаем в соответствии с опытом  4

заборной воде

17  Средняя темпера- 34,5 

тура заборной

воды(охлажд.)

18  Физические пара-

метры морской

воды при

а    Плотность морс-           кг/Справочные данные                                     1018

кой воды

б    Соленость воды            SСправочные данные                                       35

 

в    Теплоемкость за-                  Справочные данные                                     3926

 бортной воды

г    Коэффициент ки-/с           Справочные данные                                    0,824*

нематической

      вязкости

д    Коэффициент                     Вт/м*К      Справочные данные                                   0,575

теплопроводности

19  Скорость охлаж-        м/с               0.76

дающей воды

(заборнтной)

20  Критерий Рейно- 1.48*

льдса

21  Критерий Нуссе-                  96,5

льта                                                    =

22  Коэффициент те-              Вт/                          4624

плоотдачи от вну-

тренней поверх-

ности стенки к

забортной воде

23  Средняя темпера-                                                    68

тура пресной воды

 

24   Физические пара-

метры озлаждае-

мой воды при 

а      Теплоемкость         Справочные данные                                       4,2

пресной воды

б      Коэффициент                    Справочные данные                                   0,429*

кинематической

вязкости

в      Коэффициент  те-\                Вт/м*К     Справочные данные                                    0,665

плопроводности

25    Критерий Рейно-                                    4,48*

льдса по пресной

вода

 

26   Критерий Нуссе-                                  123,7

льта

27   Коэффициент теп              Вт/                            5141

лоотдачиохлаж-

дающей воды от

пресной водык

наружной повер-

ности трубки

28   Коэффициент те-        kВт/*К2223,5

плопередачи от                                        =

пресной воды

к забортной с уче-                                     (

том загрязнения                                      

трубок

29   Определение по-         75

верхности тепло-

       обмена  трубок

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Диденко В.Ф., Тарандо Е.В., Даниловский А.Г. Проектирование и комплектование систем охлаждения СДУ. ЛКИ, 1990г.
2. Диденко В.Ф. К проектированию систем охлаждения главных и вспомогательных двигателей дизельных и судовых энергетических установок. Учебное пособие. Часть 1.
3. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975 г.
4. ОСТ.5.0045-82. Системы судовые и системы СЭУ, методика и программа гидравлических расчётов трубопроводов на ЭВМ.
5. ОСТ 5.5104-79. Трубопроводы судовые. Методика расчёта безотказности и долговечности элементов и допустимые скорости потока морской воды.
6. Артемьев Г.А. и др. Системы судовых энергетических установок. Л.: Судостроение, 1990г.