Теплообменник как устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими различные температуры. Сравнение объёмов и массы трубчатых и пластинчатых водяных охладителей. Гидравлическое сопротивление выпускных трубопроводов.
Аннотация к работе
Первые упоминания о теплообменнике историки относят к VI веку до нашей эры. До нас дошли прекрасно сохранившиеся фрески с изображениями воинов древней Галлии, которые первыми смогли использовать принцип передачи тепла в так называемых «термах» - древнеримских (древнегреческих) банях. Аппараты, предназначенные для проведения тепловых процессов, называют теплообменными. Эти аппараты имеют разнообразное конструктивное оформление, которое зависит от характера протекающих в них процессов и условий проведения этих процессов. теплообменник трубопровод гидравлический Теплообменники относятся к энергопотребляющему оборудованию и могут использоваться как отдельно, так и в технологическом процессе.При работе современных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) необходимо постоянно отводить от них теплоту в окружающую среду. Часть теплоты отводится вместе с выхлопными газами, и этот процесс обусловлен вторым законом термодинамики - для получения полезной работы в тепловых двигателях обязателен как подвод теплоты, так и ее отвод. Кроме этой теплоты, ее соизмеримое количество отводится в окружающую среду системой охлаждения двигателя. С учетом сформулированной оценки функций системы охлаждения следует понимать, что такой теплоотвод является вынужденным и что он вреден с точки зрения термодинамики, поскольку в этом процессе теплота, подведенная с топливом, просто теряется, пусть даже вынужденно.К рекуперативным относят теплообменники, в которых теплопередача происходит через стенку, разделяющую теплоносители. Наличие заполнителя увеличивает время прохождения воды через зону охлаждения и увеличивает поверхность контакта воды с охлаждающими воздухом. По назначению теплообменники ДВС можно разделить на охладители наддувочного воздуха (ОНВ), охладители воды (ВО), маслоохладители (МО), охладители топлива (ТО), охладителями гидравлических жидкостей (ОГ), подогреватели воды, масла, топлива и наддувочного воздуха. При этом отдельным ходом (или точнее теплотехническим ходом) можно считать только очередную часть теплообменного элемента в пределах однократного пересечения теплоносителей, которая будет смещена относительно предыдущей вдоль по течению или против течения второго теплоносителя. По особенностям перемешивания теплоносителя в каждом последующем сечении по ходу теплоносителя теплообменники бывают с перемешиваемыми и не перемешиваемыми теплоносителями, причем каждое из названных выше определений может относиться либо сразу к двум теплоносителям, либо каждый теплоноситель может иметь свой характер перемешивания.Охладители воды судовых ДВС обычно выполняются водо-водяными (ВВО).Корпус такого теплообменника изготавливается в виде трубы большого диаметра, в котором размещается трубный пучок из гладких (не оребренных) трубок малого диаметра. Обычно заборная вода проходит внутри трубок пучка, а пресная вода проходит между трубками. Для регулирования скорости воды внутри трубок охладитель может выполняться по забортной воде как одноходовым, так и многоходовым. Все это делает реальную картину обтекания пучка трубок потоком весьма сложной и влияет на точность и сложность теплотехнических расчетов теплообменника. Стержни пропускают между трубками, а наружные концы крепят в отверстиях колец, охватывающих пучок в местах размещения диафрагм.Охладители масла судовых и стационарных ДВС обычно выполняются водомасляными (жидкостно-масляными или ЖМТ). Охладители масла транспортных ДВС часто выполняют в виде BMP, но могут изготавливать и как ЖМТ. И кожухотрубные, и кожухокоробчатые ЖМТ обычно имеют по маслу и по воде несколько ходов. Взаимная схема течения теплоносителей может соответствовать многократному перекрестному току при общем противотоке или реверсивному току Для интенсификации теплообмена поверхности труб как со стороны воздуха, так и со стороны масла должны иметь оребрение.Давление газов в конце впуска зависит от гидравлического сопротивления впускного такта, степени подогрева на впуске, количества газов, оставшихся в цилиндре в конце впуска, и других факторов. Давление в конце впуска для двигателей без наддува определяют: , МПА (2.1) где - потери давления во впускной магистрали, МПА. ро = 0,1 МПА. Давление в конце впуска для двигателей с наддувом определяют по зависимости: ра = рк ?рак, МПА, (2.3) где рк - давление наддува, МПА (принимается по заданию) или определяется по формуле: рк = (1,4...2,0) ро, МПА. Конечную температуру впуска Та для 4-тактного двигателя можно определить для двигателей без наддува по выражению: , К, (2.6) а для двигателей с наддувом Определение давления и температуры в конце такта сжатия проводят с рядом допущений, а именно: в период сжатия отсутствуют утечки газа через неплотности в клапанах и поршневых кольцах, в газе не протекает никаких химических реакций и испарений топлива, теплоемкость газа не меняется, сжатие начинается с НМТ и заканчивается в ВМТ, показатель политропы сжатия применяется постоянным.