TA的每日心情 | 开心 25-7-2017 14:50 |
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发表于 25-7-2017 09:39:15
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计算公式书上就有,找一些内燃机设计的书和手册,冷却系统设计是内燃机设计课程里必备的,有些专业在学校要求做设计计算改进的
做发动机计算工作的童鞋应该有接触,这是最简单的设计计算,并不涉及模拟分析
我做的前期设计计算参考了3本书和其它一些资料,后面再加上有限元模拟,加试验数据来确认,实际工作其实就是做设计计算书来补齐逆向设计制造的不足
水循环系统大概过程是这样
一、计算冷却系统散走的热量(发动机散热量,这个是冷却系统设计的原始参数,使用丫来计算循环水量、冷却空气量,还有水泵、散热器一些参数的计算和匹配)
参考《内燃机设计-刘永长版本》
经验公式估算:Q_w=(Ag_c N_e h_p)/3600(KJ/s)
式中 A——传给冷却系统的热量占燃料热量的百分比,汽油机A=0.23~0.30,
g_c——内燃机燃料消耗功率,汽油机g_c=0.30~0.34kg/ kw•h
N_e——内燃机额定功率,
h_p——燃料低热值(KJ/Kg),汽油机Q_w=(0.85~1.10)N_e(KJ/s) ,
二、计算冷却水循环量(一般需要发动机循环时的容许温升,简单的说就是:水越多,温升就小;根据水量,你就可以计算水泵的流量参数了,
水泵其它参数,如压力、效率(其实就是扬程、机械效率、容积效率什么的),属于具体水泵计算的内容,再深入计算的话,也是一堆理论公式和经验公式,看起来高大上,其实很low,好几十年前的东西)
书上都用经验公式计算,有些公司也有自己的经验公式或数据库或图谱,可以知道什么功率范围和强化程度下,水量一般选取多少范围,类似MAP图
V_w=Q_w/(∆t_w r_w c_w )(m^3/s)
式中 ∆t_w——冷却水在内燃机循环时容许温升,∆t_w=6~12℃,取∆t_w=8℃
r_w——水的比重,r_w=1000kg/m^3
c_w——水的比热,c_w=4.187(KJ/kg•℃)
三、计算散热量和冷却空气需求量(根据“一”的结果,就是说算的散热量,等于散热器的散热量,根据散热量,可以计算冷却风扇的参数)
一般根据散热器的散热量确定,散热器的散热量一般等于冷却系统的散热量Q_w
V_a=Q_w/(∆t_a r_a c_p ) (m^3/s)
式中 〖∆t〗_a——空气进入散热器前后的温差,∆t_a=10~30℃,取∆t_a=30℃
r_a——空气的比重,r_a=1.01kg/m^3
c_p——空气定压比热,c_p=1.047(KJ/kg•℃)
四、根据以上参数计算散热器的参数(其实就是有了一个散热量,有了一个循环水量,拿去计算散热器的参数)
散热器的计算参数也很简单,也是经验公式,因为水的进、出口温度,空气的进、出口温度,都要自己预估或者试验,或者查图谱
一般散热器厂,会跟主机厂要这些参数,如果没有,也不要紧,因为参数都大差不差,按范围值给你算就是了,根据散热量和水量,算出来散热面积、表面积,
再根据散热器设计结构本身的散热系数,好,丫就把散热器给你配好了,反正国内好多都是这么给你搞的,所谓的设计计算都很保守,参数不足,因为实际散热效果也是试验结果更准确
恩,散热器大概就是这样,略扯淡,国内小车厂整天叫你算来算去,其实结果都没人看,试验出的东西更准,预开发设计也是厂家给你匹配,其实就是根据已有产品的匹配给你挑个差不离的,
他们的计算就是验证一下,但是要做这个的话,还是要学会怎么算的,这个并不难,就是经验公式和试验
五、根据上面的风量,给你配个电子风扇,或者硅油离合器风扇,还有什么双速风扇,还有什么什么乱七八糟的风扇,就是根据上面的参数拿去计算转速、漏风量、压力什么的,
easy,其实就是根据总布置和安装位置,还有导风板,整流罩巴拉巴拉什么的,定几个参数,再去计算剩下的参数,此处可以流体模拟,fluent,anasys,但是基本都是后期验证,前期算好了再叫你这么设计也有,但是总布置都不惜的跟你扯淡
六、根据冷却水循环量,计算你的水泵参数(流量);根据阻力值,计算水泵的扬程;
根据经验公式,设计或者计算水泵的效率,或者根据厂家的设计制造水平,计算一个容积效率、机械效率、功率差不多的水泵,设计叶轮,蜗壳什么的,这里是水泵厂负责的,我不大懂。。。。
但是你要给水泵厂提供的边界条件和参数,就是流量、阻力什么的,是内燃机设计计算的,再来个大概的效率,容积效率,扬程参数的,剩下水泵怎么做,怎么改进,水泵厂给你配,大概就是这样
水泵的泵水量可根据冷却水的循环量初步确定
V_p=V_w/η_ν (m^3/s)
式中 V_w ——冷却水的循环量, η_ν——水泵的容积效率,一般取0.6~0.85
七、在管道上配个节温器,你就当没有节温器,就是大循环,拿去算一下充满的体积,拿去作以下模拟计算,验证一下
但是你要根据你的计算模拟结果,来去改管道,甚至是缸体和缸盖的水套,那你水平必须是嗷嗷的,不然没人肯为你去改的,所谓的water jacket,我们还需要一定的路要走,内行领导内行并且非常内行基本是不存在的,目前的设计计算,存在于实验室或者计算模拟中心的意义更大,指导未来的设计也是有的,直接拿去指挥现有项目或新项目的设计,并不现实,这些各种计算和模拟结果,也是要做各种实验来确保,才会拿去真正改改改改设计的,那个时候,铸造的缸体 缸盖,等的花儿都谢了吧
今天心情不好,工作也不大顺利,发了一堆牢骚,很多地方说的不对,希望不要见怪
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