A02 thiet ke he thong lam mat

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Đề tài : HỆ THỐNG LÀM MÁT GVHD: HỒNG ĐỨC THƠNG Nhóm: A02 SVTH: Nguyễn Ngọc Trí 1414221 Trương Đình Hồng Phúc 1412984 Nguyễn Đức Tồn 1414052 Đỗ Tấn Vững 1414784 Nguyễn Võ Hoàn Vũ 1414761 TP.Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2016 Mục Lục Điều kiện làm việc yêu cầu……………………………………… 1.1 Nhiệm vụ vai trò hệ thống làm mát …………………… 1.2 Điều kiện làm việc …………………………………………… 1.3 Yêu cầu ……………………………………………………… 1 1 Trình bày phương án chọn phương án …………………………… 2.1 Chọn kiểu làm mát cho động ……………………………… 2.2 Chọn kiểu hệ thống làm mát nước ……………………… 2.3 Chọn loại bơm nước…………………………………………… 2.4 Chọn hình dạng ống dùng kết nước …………………… Thiết kế bố trí chung ………………………………………………… Thiết kế kỹ thuật …………………………………………………… 11 4.1 Nhiệt lượng cung cấp cho hệ thống làm mát …………… 11 4.2 Tính tốn hệ thống làm mát nước………………………… 12 4.2.1 Tính tốn két nước……………………………………… 12 4.2.2 Tính tốn bơm nước…………………………………… 14 4.2.3 Tính tốn quạt gió ……………………………………… 17 Thiết kế cơng nghệ…………………………………………………… 18 Thiết kế kinh tế……………………………………………………… 18 Tài liệu tham khảo …………………………………………………… 19 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Điều kiện làm việc yêu cầu 1.1 Nhiệm vụ vai trò hệ thống làm mát: - Nhận nhiệt từ khí cháy truyền qua thành buồng cháy ( thông qua chất làm mát ) để đảm bảo nhiệt độ động không q nóng khơng q nguội trì nhiệt độ dầu bôi trơn phạm vi định để bơi trơn tốt - Ảnh hưởng hệ thống làm mát đến động cơ: Làm mát khơng đủ, động q nóng: + Làm giảm sức bền, độ cứng vững tuổi thọ + Mất khả bôi trơn dầu bôi trơn, ma sát tăng + Gây kẹt bó piston xy lanh + Giảm hệ số nạp gây giảm công suất động + Gây kích nổ (động xăng) Làm mát nhiều, động nguội: + Tổn thất lượng nhiều + Độ nhớt tăng, bôi trơn giảm, ma sát tăng 1.2 Điều kiện làm việc: - Chịu nhiệt độ cao ( bơm nước, van nhiệt, đường ống dẫn, két nước, áo nước, nước làm mát, quạt tản nhiệt ) - Chịu ảnh hưởng từ nhiệt độ môi trường (két nước, nước làm mát, áo nước) - Chịu oxy hóa, ăn mòn ( bơm nước, ống truyền nhiệt két nước, áo nước, đường ống dẫn ) - Bị đóng cặn, cáu bẩn gây tắc dùng nước làm mát khơng có tạp chất ( áo nước, thành xy lanh, ống dẫn nước, két làm mát ) làm giảm hiệu suất truyền nhiệt 1.3 Yêu cầu: - Đảm bảo động làm việc chế độ điều kiện khí hậu khác - Tiêu hao công suất làm mát tương đối thấp - Hiệu suất trao đổi nhiệt cao - Đảm bảo nhiệt độ động phạm vi cho phép (khơng q nóng không nguội) - Nước làm mát phải sạch, không lẫn tạp chất chất ăn mòn kim loại, có khả trao đổi nhiệt tốt,có độ nhớt thích hợp để giảm rò rỉ - Sự chênh lệch nhiệt độ nước vào làm mát cho động nước không lớn Nếu chênh lệch lớn gây ứng suất nhiệt - Các thiết bị đường ống, nhiệt kế… phải hoạt động xác, an tồn tin cậy - Đường nước làm mát phải lưu thông dễ dàng, khơng bị tắc, khơng có góc đọng - u cầu chung: + Kết cấu hệ thống làm mát phải gọn nhẹ đơn giản, dễ chế tạo, tháo lắp, sửa chửa, có phụ tùng thay thế, đảm bảo nhiệt tốt, giá thành hợp lí HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông + Tuổi thọ cao, làm việc ổn định + Phù hợp công nghệ có thị trường Trình bày phương án chọn phương án Chọn kiểu làm mát cho động cơ: So sánh kiểu làm mát nước khơng khí 2.1 Làm mát nước Ưu điểm Làm mát khơng khí  Hiệu làm mát hệ thống làm  Thiết kế động nhỏ gọn mát nước cao  Trọng lượng giảm khơng có  Độ dài động ngắn nên ống tản nhiệt, bơm,… giảm trọng lượng, tăng độ  Khơng có nguy rị rỉ nước làm cứng vững thân động cơ, trục khuỷa mát nước bị đóng băng trục cam  Lắp đặt, lắp ráp, tháo dỡ đơn giản  Khi làm việc, động làm mát nhanh chóng nước có tiếng ồn nhỏ  Tổn thất cơng suất dẫn động quạt gió nhỏ động làm mát gió Nhược điểm  Kết cấu thân máy nắp xy lanh  Động làm mát khơng phức tạp, khó chế tạo  Dễ bị rò rỉ nước xuống cacte làm ảnh  Tỉ số nén động bị giới hạn hưởng chất lượng dầu nhờn nhiệt đọ cao  Phải dùng loại nước làm mát đặc biệt Tạo tiếng ồn để phù hợp với điều kiện nơi sử dụng  Công suất nhỏ công suất hệ  Phải thường xuyên súc rửa hệ thống thống làm mát nước nước bẩn nước cứng đóng cặn  Chỉ thích hợp cho động cỡ nhỏ làm giảm khả truyền nhiệt hiệu tản nhiệt thấp  Không thuận lợi vùng nước Ứng dụng 2.2 Sử dụng động công suất, tỉ số nén Sử dụng động cỡ nhỏ, nhiệt độ cao, nhiệt độ hoạt động lớn động hoạt động thấp Chọn kiểu hệ thống làm mát nước: HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông  Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: Thân máy Pit tông Thanh truyền Hộp te trục khuỷu Thùng nhiên liệu Bình bốc Nắp xi lanh Hình 1: Hệ thống làm mát kiểu bốc Ưu điểm: có cấu tạo đơn giản Nhược điểm: làm mát kiểu bốc hơi, nên nước thùng giảm dội, tiêu hao nhiều nước làm thành xylanh hao mịn khơng đồng Ứng dụng: sử dụng động ô tô, thường sử dụng động tĩnh tại, máy nông nghiệp  Hệ thống làm mát nước, kiểu đối lưu tự nhiên: 1.Thân máy Xi lanh Nắp xi lanh Đường nước két nước Nắp để rót nước két nước Khơng khí làm mát Quạt gió Đường nước vào động Hình 2:Hệ thống làm mắt nước kiểu đối lưu tự nhiên Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, tốn cơng chăm sóc bảo dưỡng, sửa chữa, giá thành thấp Nhược điểm: Tốc độ lưu động nước nhỏ nên làm nhiệt độ nước vào chênh lệch lớn, thành xy lanh làm mát không HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Ứng dụng: không phù hợp với động ô tô, máy kéo, sử dụng loại động công suất nhỏ, có nguồn nước bổ sung cần thiết  Hệ thống làm mát nước cưỡng tuần hồn vịng kín: 1.Thân máy Nắp xi lanh Đường nước khỏi động Ống dẫn bọt nước Van nhiệt Nắp rót nước Két làm mát Quạt gió Puly 10 Ống nước nối 11 Đường nước vào động 12 Bơm nước 13 Két làm mát dầu 14 Ống phân phối nước Hình 3: Hệ thống làm mát nước kiểu cưõng tuần hồn vịng kin Ưu điểm: Tốc độ lưu động nước phương pháp nâng cao, làm mát đồng cho xi lanh, bổ sung nước, tận dụng việc trở lại nguồn nước để tiếp tục làm mát động Nhược điểm: kết cấu phức tạp Ứng dụng: hệ thống sử dụng phổ biến có nhiều ưu điểm  Hệ thống làm mát nước cưỡng vòng hở: Thân máy Nắp máy Van nhiệt Đường nước Lưới lọc Bơm nước Hình 5: Hệ thống làm mát nước cưỡng vòng hở Ưu điểm: Kết cấu đơn giản hệ thống làm mát cưỡng kín HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Nhược điểm: Nhiệt độ nước phải giữ khoảng 50 ÷ 60oC để giảm đóng cặn thành xy lanh, nhiệt độ làm mát không làm ứng suất nhiệt chi tiết tăng lên Ứng dụng: Được sử dụng nhiều động tàu thủy  Hệ thống làm mát nước cưỡng tuần hồn hở vịng: Thân máy Nắp xi lanh Van nhiệt Két làm mát Đường nước vòng hở Bơm vòng hở Đường nước vào vòng hở Bơm nước vòng kín Hình 6: Hệ thống làm mát nước cưỡng tuần hồn hở vịng Ưu điểm: Làm mát trực tiếp két nước, nước làm mát tốt hơn, tăng hiệu suất làm mát Nhược điểm: kết cấu phức tạp Ứng dụng: Sử dụng hầu hết động tàu thủy 2.3 Chọn loại bơm nước:  Bơm ly tâm: 1- Puly, 2- Then bán nguyệt, 3- Trục bơm, 4- Vú mỡ, 5- Vòng chặn , 6- Lị xo, 7- Bánh cơng tác, 8- Đai ốc, 9,10- Ổ bi, 11- Thân bơm, 12- Bulơng, Hình 7: bơm ly tâm HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Ưu điểm : cấp nước đồng đều, có kích thước khối lượng nhỏ, không gây ồn hiệu suất cao Nhược điểm: không tự hút nước vào bơm không tạo áp thấp, phải nạp đầy nước vào ống hút bơm, phải xả hết khí bơm Ứng dụng: Được sử dụng nhiều hệ thống làm mát động ô tô máy kéo, động tĩnh tàu thủy  Bơm pistong: Hình 8: Bơm pistong 1- Trục khuỷu bơm piston; 2- Thanh truyền; 3,5- Xilanh dẫn hướng; 4- piston; 6- Vỏ bơm; 7- Lò xo Van nước; 8,9- Van nước; 10 Đường nước vào Ưu điểm:  Có khả tự hút tốt , tạo cột áp cao  Có hiệu suất cao tổn thất lưu lượng nhỏ  Có thể thay đổi thể tích làm việc, với tốc độ quay thay đổi lưu lượng khác  Phù hợp cần có áp suất cao Nhược điểm:  Kết cấu phức tạp , trọng lượng kích thước lớn  Lưu lượng áp suất không , để hạn chế nhược điểm người ta thường trang bị thêm bình điều áp đường đẩy  Giá thành cao  Ứng dụng: Chỉ dùng động tàu thủy tốc độ thấp HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông  Bơm cánh hút: Hình : Bơm cánh hút 1- Cửa hút; 2- Cửa thoát; 3,6- Ổ trục bơm; 4,5- Hai nửa thân bơm, 7- Bánh công tác; 8Rãnh chứa nước; 9- Trục bơm; 10- Bánh côn Ưu điểm: kết cấu đơn giản, làm việc ồn, có khả điều chỉnh lưu lượng Nhược điểm: hiệu suất bơm thấp, so với bơm ly tâm thua 3÷4 lần Ứng dụng: Thường dùng mạch hệ thống làm mát động tàu thủy  Bơm guồng: Hình 10: Bơm guồng 1-Nắp bơm; 2-Rãnh xoắn ốc; 3- Bánh cơng tác; 4- Vỏ bơm; 5-Vịng phớt; 6- Ổ bi; 7-Cửa thoát; 8- Rãnh xoắn ốc; 9- Rãnh guồng; 10- Cánh guồng; 11- Cửa hút; 12- Bánh dẫn động; 13- Lò xo HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Ưu điểm: có áp suất cột nước cao Nhược điểm: Hiệu suất thấp bơm ly tâm Ứng dụng: Được sử dụng để cấp nước cho hệ thống làm mát tuần hồn hở 2.4 Chọn hình dạng ống dùng két nước: Ống dẹt: Hình 11: Ống dẹp Ưu điểm: sức cản khơng khí nhỏ, diện tích tản nhiệt lớn Nhược điểm: khơng bền có nhiều mối hàn, khó sửa chữa Ứng dụng: sử dụng rộng rãi động Ống trịn: Hình 12: Ống trịn Ưu điểm: đơn giản, dễ sửa chữa,hiệu truyền nhiệt tốt gió qua ống với tốc độ cao HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thơng Nhược điểm: diện tích tản nhiệt bé ống dẹt Ứng dụng: sử dụng phổ biến loại két nước xe vận tải máy kéo Thiết kế bố trí chung Bố trí chung hệ thống làm mát nước Hình 13: Bố trí chung hệ thống làm mát nước Bản vẽ bố trí chung: Bao gồm kích thước bao kích thước yếu Hình 14 – Bản vẽ bố trí chung hệ thống làm mát HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Tính tốn sơ + Tính két nước: Xác định kích thước két nước: o Chiều dài làm việc ống o Chiều rộng ngăn két o Chiều dày ngăn két o Số ống ngăn o Số dãy ống o Kích thước ống o Số cánh tản nhiệt o Chiều dày cánh tản nhiệt o Chiều dày thành ống thường 0.15 mm Các ống thường bố trí theo kiểu so le Lấy ví dụ giàn ống truyền nhiệt động 3ИЛ-151 Hình 15: ống truyền nhiệt động 3ИЛ-151 + Bơm nước: Chủ yếu xác định lưu lượng nước tuần hoàn hệ thống làm mát từ suy lưu lượng bơm + Quạt gió: Các thơng số quạt gió o Số cánh Z o Bán kính ngồi R bán kính r o Chiều rộng cánh b o Góc nghiêng cánh o Khoảng cách từ quạt đến két nước + Áo nước Xác định hình dạng kích thước áo nước cho đảm bảo lượng nước vào động phải làm mát đủ cho động chế độ tải, đảm bảo độ cứng vững dịng nước lưu thơng thân máy nắp cac-te 10 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông + Van nhiệt: Thường khơng tính tốn sơ thơng thường sử dụng chung nhiệt độ mở van lưu lượng nước qua van (thường lấy nhiệt độ chuẩn 750C) + Nắp két nước: Cũng không tính tốn sơ dùng chung áp suất đóng mở van Thiết kế kỹ thuật 4.1 Nhiệt lượng cung cấp cho hệ thống làm mát 𝑄𝑙𝑚 𝑄0 𝑄𝑒 𝑄𝑡ℎ 𝑄𝑐ℎ 𝑄đ 𝑄𝑐𝑙 𝑄𝑙𝑚 = 𝑄0 − (𝑄𝑒 + 𝑄𝑡ℎ + 𝑄𝑐ℎ + 𝑄đ + 𝑄𝑐𝑙 ) : nhiệt lượng cung cấp cho hệ thống làm mát (J/s) : nhiệt lượng sinh trình đốt nhiên liệu (J/s) : nhiệt lượng tương đương với cơng có ích động (J/s) : nhiệt lượng tổn thất khí thải (J/s) : nhiệt lượng tổn thất cháy không (J/s) : nhiệt lượng truyền cho dầu bôi trơn (J/s) : tổn thất nhiệt lượng khác (J/s) Phần trăm nhiệt lượng tiêu hao cho hệ thống làm mát 𝑞𝑙𝑚 = 𝑄𝑙𝑚 100% 𝑄0 Những yếu tố ảnh hưởng 𝐹 - Tỷ số vời F diệt tích bề mặt, v thể tích xylanh, tỷ số tăng qlm - tăng, ngược lại Thành phần chất đốt Nhiệt độ trung bình nước làm mát Tùy thuộc vào loại động (tăng áp hay giảm áp) Nguyên liệu chế tạo động 𝑣 11 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 4.2 GVHD: Hồng Đức Thơng Tính tốn cho hệ thống làm mát nước Tính tốn hệ thống làm mát nước Tính tốn két nước nhiệt lượng cung cấp cho két nước diện tích tiếp xúc Tính tốn bơm lưu lượng bơm thiết kế dạng cách cho bơm Tính tốn quạt gió lưu lượng gió vào hệ thống làm mát Đối với động làm mát nước, trạng thái làm việc ổn định bỏ q nhiệt lượng tản nhiệt vào khơng khí chiếm 2-3% Chủ yếu lượng nhiệt làm mát truyền vào nước làm mát.Ở động diesel lượng nhiệt làm mát khoảng 15-25% tổng lượng nhiệt sinh đốt nhiên liệu 𝑄𝑙𝑚 = 𝑞′𝑙𝑚 𝑁𝑒 (𝐽/𝑠) Với q’lm : lượng nhiệt truyền cho hệ thống làm mát đơn vị công suất Ne : công suất động Đối với động diesel q’lm = 1108-1138 J/kW.s Từ ta tính lưu lượng nước làm mát cho động 𝑄𝑙𝑚 𝐺𝑙𝑚 = 𝑐𝑛 ∆𝑡𝑛 Với cn tỷ nhiệt nước làm mát, ∆𝑡𝑛 hiệu nhiệt độ nước vào tản nhiệt Đối với máy kéo ∆𝑡𝑛 = − 10℃; với trị số cn nước 187 J/kg.độ, êtylen glucon 093 J/kg.độ Khi tính tốn hệ thống làm mát thường tính tốn chế độ cơng suất lớn 4.2.1 Tính két nước Tính tốn két nước bao gồm tính bề mặt tản nhiệt, dựa sở lý thuyết truyền nhiệt Quá trình truyền nhiệt tản nhiệt chủ yếu tiếp xúc đối lưu, truyền nhiệt xạ bé nên bỏ qua Quá trình truyền nhiệt két nước phân ba giai đoạn: 12 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông - Từ nước nóng đến mặt thành ống bên trong: 𝑄𝑙𝑚 = 𝛼1 𝐹1 (𝑡𝑛 − 𝑡𝛿1 ) - Qua thành ống 𝜆 𝐹 (𝑡 − 𝑡𝛿2 ) 𝛿 𝛿1 Từ mặt ngồi thành ống đến khơng khí 𝑄𝑙𝑚 = 𝛼2 𝐹2 (𝑡𝛿2 − 𝑡𝑘𝑘 ) 𝑄𝑙𝑚 = - Với phương trình ta suy ra: 𝑄𝑙𝑚 = 𝐹 (𝑡 − 𝑡𝑘𝑘 ) = 𝑘𝐹2 (𝑡𝑛 − 𝑡𝑘𝑘 ) 𝐹2 𝛿 𝐹2 𝑛 + + 𝛼1 𝐹1 𝜆 𝐹1 𝛼2 Với : Qlm - nhiệt lượng động truyền cho nước mát với nhiệt lượng nước dẫn qua tải nhiệt (J/s) 𝛼1 - hệ số tải nhiệt nước làm mát đến thành ống tản nhiệt (W/m2.độ) 𝛼2 - hệ số tải nhiệt thành ống tản nhiệt vào khơng khí (W/m2.độ) 𝜆 - hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống dẫn (W/m2.độ) 𝛿 - chiều dày thành ống (m) F1 - diện tích tiếp xúc với nước nóng (m2) F2 - diện tích tiếp xúc với khơng khí (m2) t - nhiệt độ 𝑘= 𝐹2 𝛼1 𝐹1 𝛿 𝐹2 + Tỷ số 𝜑 = 𝜆 𝐹1 𝐹2 𝐹1 + 𝛼2 hệ số tải nhiệt két nước hệ số diên tích , 𝜑 = − loại két nước dùng ống dẹp Nhiệt độ trung bình nước làm mát : 𝑡𝑛 = (𝑡𝑛𝑟+𝑡𝑛𝑣 ) Với tnr ,tnv nhiệt độ nước vào két nước lấy gần nhiệt độ nước vào động Nhiệt độ trung bình khơng khí : 𝑡𝑘𝑘 = 𝑡𝑘𝑘𝑟 +𝑡𝑘𝑘𝑣 Với nhiệt độ khơng khí vào (tkkv) tản nhiệt lấy 49oC chênh lệch nhiệt độ khơng khí vào khoảng 20-30 oC Hệ số 𝛼1 lấy từ thực nghiệm, nằm khoảng 2326-4070 W/m2.độ Hệ số 𝛼2 phụ thuộc vào tốc độ gió vào két nước Khi tốc độ khơng khí 𝜔𝑘𝑘 = − 60 𝑚/𝑠 𝛼2 = 40,6-303W/m2.độ 13 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thơng Có thể xác định 𝑘 = 𝑓(𝜔𝑘𝑘 ) Căn vào thực nghiệm 𝑘 ≈ 𝛼2 = 11,38 𝜔𝑘𝑘 0,8 𝑉 𝑚2 độ Hình 16: Quan hệ hệ số tản nhiệt k vận tốc gió Nếu bỏ qua tổn thất nhiệt lượng Qlm xác định: 𝑄𝑙𝑚 = 𝑐𝑘𝑘 𝐺𝑘𝑘 (𝑡𝑘𝑘𝑟 − 𝑡𝑘𝑘𝑣 )  𝑡𝑘𝑘𝑟 = 𝑡𝑘𝑘𝑣 +  𝑡𝑛𝑟 = 𝑡𝑛𝑣 + 𝑄𝑙𝑚 𝑐𝑘𝑘 𝐺𝑘𝑘 𝑄𝑙𝑚 𝑐𝑛 𝐺𝑛 Diện tích F2 xác định theo thực nghiệm 𝐹2 = 𝑓2 𝑁𝑒 (𝑚2 ) Với 𝑓2 hệ số diện tích tản nhiệt đơn vị công suất (𝑚2 /𝑘𝑊) Đối với ô tô du lịch 𝑓2 = 0,136 − 0,313(𝑚2 /𝑘𝑊) Ơ tơ tải 𝑓2 = 0,0204 − 0,108(𝑚2 /𝑘𝑊 ) 4.2.2 Tính bơm nước Lưu lượng nước tuần hoàn hệ thống: 𝐺𝑙𝑚 = 𝐺𝑛 = 𝑄𝑙𝑚 𝑐𝑛 (𝑡𝑛𝑟 − 𝑡𝑛𝑣 ) 𝑘𝑔 ( ) 𝑠 Sức cản chuyển động nước thường tính cột nước H, phụ thuộc vào sức cản phận : két nước, ống dẫn, vách nước thân máy v.v… thương tính tốn lấy H=3,5-15 mH2O Xác định Gn, H xác định thơng số bơm nước 14 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Lưu lượng bơm nước: 𝐺𝑏 = 𝐺𝑛 𝜂 Với 𝜂 = 0,8 − 0,9 : hệ số tổn thất bơm Hình 17:Quan hệ cột nước vận tốc Xác định kích thước chủ yếu bơm vào chuyển động chất lỏng, bơm ly tâm chất lỏng đồng thời tham gia hai chuyển động 1- Chuyển động theo : nước quay cánh bơm với vận tốc 𝑢 ⃗ 2- Chuyển động tương hướng tiếp tuyến với cánh quạt: có vận tốc 𝜔 ⃗  Chuyển động tuyệt đối chất lỏng : 𝑐 = 𝑢 ⃗ +𝜔 ⃗ Lỗ nước vào bơm phải đảm bảo lượng nước cung cấp, kích thước tính bằng: 𝑓1 = 𝜋(𝑟12 − 𝑟02 ) = 𝐺𝑏 𝑐1 𝜌𝑛 r1 – bán kính bánh cộng tác (m) r0 – bán kính bánh cộng tác (m) c1 – vận tốc tuyệt đội nước vào cánh (khoảng 2-5 m/s) 𝜌𝑛 – mật độ nước (𝑘𝑔/𝑚3 )  𝑟1 = √  𝑟2 = 𝐺𝑏 𝜋𝑐1 𝜌 𝑛 𝑢2 𝜔𝑏 + 𝑟02 - bán kính ngồi bánh cộng tác Chiều cao cánh quạt lối vào lối xác định công thức: 15 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 𝑏1 = 𝐺𝑏 𝜌𝑛 𝑐1 (2𝜋𝑟1 − 𝑏2 = GVHD: Hồng Đức Thông 𝑍𝛿1 ) sin(𝛽1 ) 𝐺𝑏 𝑍𝛿2 ) 𝜌𝑐𝑟 (2𝜋𝑟2 − sin(𝛽2 ) 𝛿 – chiều dày cánh ( 3-5 mm) 𝑍 – số cánh bánh cộng tác (Z= 4-8) 𝑐𝑟 - tốc dộ ly tâm nước lối (m/s) (𝑚) (𝑚) Hình 18: Biên dạng cánh bơm ly tâm Các bước thiết kế dạng cánh máy bơm 1- Vẽ hai vịng trịn đồng tâm bán kính r1 r2 ̂ = 𝛽2 2- Trên r2 lấy điểm B, qua B dựng góc𝐸𝐵𝑂 ̂ = 𝛽1 + 𝛽2 3- Từ tâm O kẻ đường thẳng cắt vòng tròn r1 K cho𝐵𝑂𝐾 Với 𝛽1 ; 𝛽2 góc hợp phương vận tộc tương đối 𝜔 ⃗ phương 𝑢 ⃗ 4- Kéo dài BK cắt r1 A 5- Vẽ LE đường trung trực AB với E thuộc AB 6- E tâm cung trịn AB( dạng cánh bơm) bán kính moayơ bánh công tác r0=OE Lưu lượng bơm cột áp phụ thuộc nhiều vào dạng cánh bơm 𝐺𝑏 = 𝐴 𝑛𝑏 ; 𝐻 = 𝐵𝑛 𝑛𝑏2 ; 𝑁𝑏 = 𝐶𝑛𝑏2 Với A,B,C hệ số Công suất tiêu hao cho bơm: 𝐺𝑏 𝐻 9,81.10−3 𝑁𝑏 = 𝑘𝑊 𝜂𝑏 𝜂𝑐𝑔 𝜂𝑐𝑔 – hiệu suất bơm ( 0,7-0,9) 4.2.3 Tính quạt gió Lưu lượng khơng khí, áp suất, cơng suất phụ thuộc vào số vịng quay trục quạt; lưu lượng tỷ lệ bật nhất, áp suất bật hai, công suất bật ba 16 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Khi tính đế vận tốc gió qua động cần lưu ý đến ảnh hưởng vận tốc ô tô vận tốc gió Thường lưu lượng gió thực tế thường lớn lưu lượng gió tính tốn Gkk Lưu lượng quạt gió Gq phụ thuộc vào độ lớn quạt, xác định cơng thức: 𝐺𝑞 = 𝜌𝑘𝑘 𝜋(𝑅2 − 𝑟 ) 𝑛𝑞 𝑏 𝑍𝜂𝑘𝑘 √𝑠𝑖𝑛𝛼 𝑐𝑜𝑠𝛼 60 𝜌𝑘𝑘 = 11,76 - khối lượng khơng khí (𝑘𝑔/𝑚3 ) 𝑅, 𝑟 – bán kính ngồi bán kính quạt (m) b – chiều rộng cánh (m) 𝑛𝑞 – số vòng quay quạt (vg/ph) 𝛼 – góc ngiêng cánh 𝑍− số cánh 𝜂𝑘𝑘 – hệ số tổn thất tính đến sức cản dịng khơng khí qua cửa nắp đầu xe Hinh 19: Ảnh hưởng vận tốc xe lưu lượng gió qua quạt Cơng suất tiêu thụ dể dẫn động quạt gió xác định công thức: 𝑍𝑛𝑞3 𝑏(𝑅4 − 𝑟 ) sin2 𝛼 𝑁𝑞 = 804 000 𝑘𝑊 Thiết kế cơng nghệ Là q trình đưa cơng đoạn sản xuất, kèm theo máy móc, dụng cụ, trang thiết bị trình độ nhân lực sản xuất 17 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Đưa quy trình kiểm tra sản phẩm với dụng cụ kiểm tra yêu cầu chuyên môn người kiểm tra để đảm bảo thành phẩm ( phế phẩm viết lại q trình cơng nghệ) Địi hỏi phải phù hợp với công nghệ nước, điều kiện cơng nghệ máy chế tạo chưa cao, máy móc cơng nghệ phù hợp với điều kiện kinh tế, nâng cao suất lao động Đưa quy trình tháo lắp Thiết kế kinh tế Đưa tất hạng mục chi phí cho q trình hình thành sản phẩm: + Chi phí dự án + Chi phí thiết kế + Chi phí sản xuất: chi phí nhà xưởng, điện, nước, khấu hao máy móc hay mua máy móc, nhân cơng lao động, ngun vật liệu sản xuất… + Chi phí phân phối, tiếp thị quảng cáo + Chi phí máy quản lý điều hành 18 HỆ THỐNG LÀM MÁT TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Hồng Đức Thông Tài liệu tham khảo [1] Hồ Tuấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến, Phạm Văn Thể, Kết cấu tính tốn Động đốt – Tập 2, Nhà xuất Giáo dục, 1996 [2] Hồ Tuấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến, Kết cấu tính tốn Động đốt – Tập 3, Nhà xuất Giáo dục, 1996 19