水箱散热器的设计和计算.xls

水箱的设计和计算一.冷却系统的散热量Q（kJ/s）的计算 Q=AgePehn/3600式中：A=0.3系数，拖拉机中柴油机A=0.250.35，涡流机通常取上限ge=0.205 kg/kWh柴油机燃油消耗率Pe=147 kW柴油机有效功率hn=41870 kJ/kg燃料低热值，柴油hn=41870kJ/kgQ=105.1460 kJ/s二.冷却系统中循环水流量Q（m3/s）的计算 Q=Q/（Ct）式中：C=4.187 kJ/（kg）冷却水的比热=1000 kg/m3冷却水的密度t=7 柴油机进出水温差，通常取t=612Q=0.0036 m3/s三.冷却空气需求量Qa（m3/s）的计算 Qa=Q/（aCpta）式中：Cp=1.047 kJ/（kg）空气定压比热a=1.01 kg/m3空气密度ta=25 进出散热器的空气温差，通常取ta=1030Qa=3.9773 m3/s四.散热器正面积FR（m2）的计算 FR=Qa/va式中：va=8 m/s散热器正面前的空气流速，矿山车和拖拉机取va=8m/sFR=0.4972 m2 根据拖拉机总体设计要求，200马力拖拉机所需散热器芯子的宽度W=670mm，则根据散热器正面积的要求，散热器芯子的高度应为：W=0.64 mH=0.7768 m 查散热器标准尺寸表，得出散热器芯子的标准尺寸为：W=0.73 mH=0.74 mFR=0.5402 m2五.散热器水管数的确定 i1=Q/（vf0）f0=（l-b）（b-2）+0.25（b-2）2式中：v=0.3 m/s水在散热器水管中的流速，一般取v=0.20.8m/sl=0.019 m水管断面尺寸，拖拉机用柴油机通常取前述尺寸b=0.0022 m=0.0002 m f0=0.0000328 m2 i1=365六.散热器中冷却水和冷却空气的平均温差t的计算 t=t-ta=0.5（t1+t2）-0.5（ta1+ta2）式中：t=冷却水的平均温度ta=冷却空气的平均温度t1=95 散热器的进水温度，对开式冷却系统可取t1=9095；闭式冷却系统可取t1=95100；t2=89 散热器的出水温度，t2=t1-t，t为冷却水的进出口温差，一般强制循环取t=612，对流循环取 t=1020ta1=40 散热器进气温度，一般取ta1=4045ta2=65 通过散热器后的空气温度，ta2=ta1+ta，ta是通过散热器后的空气的温升，一般取ta=1030t=40 七.散热器传热系数KR的确定 KR=1/（1/+/+1/a）式中：=2.4 kJ/m2s水的放热系数，当管内水流速v=0.20.6m/s时，可取=2.334.07kJ/（m2s）；=0.0002 材料的壁厚，取=0.0002m；=0.093 材料的传热系数，不同材料的传热系数可查表所得；a=0.08 kJ/m2s空气的放热系数，它主要取决于空气流过散热器的速度，一般取a=0.0700.122kJ/（m2s）KR=0.0774 kJ/m2s八.散热器散热表面积F的确定 F=RQ/（KRt）式中：R=1.15储备系数。考虑到焊接缺陷、水垢及灰尘对散热器性能的影响，可取R=1.101.15 F=39.55 m2九.散热器芯子厚度T的确定 T=F/（FR）式中：=800散热器芯子的容积紧凑性系数，它表示单位散热器芯子容积所具有的散热面积。值越大，散热器越小，但空气阻力也越大。它决定于散热器的散热片和水管数目的多少、布置型式和形状。一般取=370900 m2/m3。值对于选定的芯子结构是一个定植。T=0.0915 m 计算所得的T值，应圆整到标准散热器的尺寸。拖拉机用散热器芯子的厚度T一般在60100mm之间。T=0.100 m十.散热片片距t的确定 拖拉机柴油机的散热片片距通常为t=2.54.0mm，大多为t=3.5mm。散热片片距t确定后，散热片的片数为i2=H/t。t=0.0028 mi2=264十一.精确计算散热器的散热面积F，散热器上下水室的散热面积忽略不计 1.每根水管的外周长（m）y=2（l-b）+b y=0.0405 m 2.每根水管的外截面积（m2）f1=（l-b）b+（b/2）2 f1=0.0000408 m2 3.全部水管的外表面积（m2）S1=i1yH S1=10.93 m2 4.全部散热片与空气接触的面积（m2）S2=2（WT-i1f1）i2 S2=30.73 m2 5.实际散热表面积（m2）F=S1+S2 F=41.66 m2要保证FF，设计为基本合理7124