Файл: РиП ГМиГПАлекция 5м.doc

Коэффициент теплопередачи, Вт/(м²С),

K_Б =  / S_Б (Т_Ж. – Т_В), (37)

где S_Б – площадь рабочей поверхности гидробака, м².

Среднее значение коэффициента теплопередачи, Вт(м²С),

, (38)

где С_i – средняя удельная теплоемкость элементов гидропривода, участвующих в теплопередаче, Вт/(кгС); m_i – масса элементов гидропривода, участвующих в теплопередаче, кг; Т – приращение температуры рабочей жидкости в гидробаке за время dt.

Поскольку тепловые потери в процессе работы изменяются, то тепловой поток следует определять как средний за цикл, Вт:

Θ _ср.ц = ΔN_пот · R = ( [ ΔN₁Δt₁ + ΔN₂Δt₂ + ΔN₃Δt₃ + … + ΔN_iΔt_i ] ) R, (39)

где N_пот – мощность, расходуемая на тепловые потери за цикл, Вт;

R – коэффициент эквивалентности, для теплового потока в 1 ккал/ч, соответствующий мощности 1,163 Вт; t – средняя продолжительность цикла, час.

Коэффициент K_i является условной величиной, значительно зависящей от конструкции гидропривода и машины в целом. Большие значения K_i характеризуют более совершенную конструкцию гидропривода по обеспечению теплоотвода за счет поверхностей охлаждения, не учтенных площадью гидробака.

---

Условие приемлемости теплового режима в системе гидропривода

T_уст  T_доп =Т_{Ж max} – Т_{В max} , (40)

где Т_уст – перепад температур между рабочей жидкостью и окружающим воздухом в установившемся режиме; Т_доп – максимально допустимый перепад температур между рабочей жидкостью и окружающим воздухом; Т_Ж.max – максимально допустимая температура рабочей жидкости (должна соответствовать минимально допустимой вязкости, указанной в технических условиях на выбранный тип насосов и гидромоторов); Т_В.max – максимальная температура окружающего воздуха (соответствует верхнему пределу рабочего температурного диапазона, указанного в заданных условиях эксплуатации машины).

Площадь поверхности теплообмена, необходимая для поддержания перепада Т_УСТ  Т_ДОП,

Sтреб  епр / кб тдоп. (41)

Если суммарная фактическая площадь S_ПР теплоотдающих поверхностей элементов гидропривода меньше требуемой по условиям теплообмена S_ТРЕБ, необходимо увеличить эту площадь, например, введением оребрения бака или установкой теплообменника.

Основными требованиями при выборе теплообменника должны являться наличие необходимой теплоотдающей поверхности S_Т  (S_ТРЕБ – S_ПР) и соответствие проходящего через него потока рабочей жидкости номинальной величине, указанной в технической характеристике.

При наличии принудительного обдува теплообменника площадь его теплоотдающей поверхности может быть уменьшена в соотношении

S_Т.ОБД = S_ТК_Б/К_Т , (42)

где К_Т – коэффициент теплопередачи теплообменника в условиях принудительного обдува.

Для предварительного расчета в диапазоне скоростей обдува v_в = 26 м/с можно принять К_Т = 1545 Вт / (м²C) или определить приближенно:

при v_в  5 м/с К_Т = 6,15 + 4,17v_в; (43)

при v_в  5 м/с К_Т = 7,5v_в^0,78 (44)

---

Полученное в результате расчета значение площади S_Т округляют до ближайшего значения в ряду серийно выпускаемых теплообменников и затем по нему выбирают нужный типоразмер.

Продолжительность достижения установившегося теплового режима гидропривода может быть определена с достаточной для практических целей точностью (10%) по формуле, полученной в предположении экспоненциального закона повышения температуры во времени,

t _уст = 2,3 ∑ с_i · m_i [ 1,3 + lg ( 1 – { ΔT_доп / T_жмах } ) ] / ( ∑ К_i·S_i ). (45)

При этом установившийся тепловой режим можно характеризовать зависимостью

Т_Ж. = 0,95 Т_Ж.max, (46)

где Т_жмах = Т_в + [ N_пр.н ( 1 – η_гп ) R / ( ∑ К_i S_i ) ] – максимальная температура рабочей жидкости при установившемся тепловом режиме.

Охлаждение рабочей жидкости в неработающей машине происходит при меньшем коэффициенте теплопередачи, чем в процессе ее эксплуатации, вследствие уменьшения перепада температур окружающего воздуха и рабочей жидкости, отсутствия перемешивания жидкости в гидробаке и обдува внешней поверхности гидропривода.

Коэффициент К_i при охлаждении гидробака неработающей машины, близкого по форме к кубу, принимается равным 5 Вт/(м²С). Для баков с площадью охлаждаемой поверхности S 10b² (где b – размер меньшей грани бака) К_i = 6 Вт/(м²С).

---

Несколько способов уменьшения нагрева рабочей жидкости и элементов гидропривода:

– повышение общего КПД за счет снижения гидравлических, механических и объемных потерь в гидравлическом приводе;

– выбор оптимальной схемы привода, предусматривающей уменьшение потерь мощности путем применения объемного регулирования, выбора насоса с минимально необходимой производительностью, а также использования многопоточных насосов;

– выбор рациональной формы, объемов и конструкций гидробаков, обеспечивающих ограничение температуры путем интенсивной циркуляции нагретой жидкости вдоль теплопередающих поверхностей и максимального отдаления всасывающих гидролиний от сливных;

– принудительное снижение температуры рабочей жидкости с помощью клапанов системы охлаждения, автоматически включающих и выключающих воздушно-масленые или водомасляные теплообменники при изменении вязкости рабочей жидкости.

---