Введение
1 Состояние вопроса и постановка задач исследований 12
1.1 Обзор, классификация и анализ существующих систем охлаждения дизелей тепловозов 12
1.1.1 Состояние и сущность проблемы 12
1.1.2 Условия работы тепловозов
1.1.3 Особенности конструкций существующих систем охлаждения дизелей тепловозов 15
1.1.4 Требования предъявляемые к системам охлаждения дизелей тепловозов 20
1.1.5 Преимущества, недостатки существующих систем охлаждения дизелей тепловозов и пути их решения 25
1.2 Обзор систем охлаждения с фазовыми переходами теплоносителя... 29
1.2.1 Применение систем охлаждения ДВС с фазовыми переходами теплоносителя и их преимущества 29
1.2.2 Обзор теплоносителей для фазовых переходов и способов влияния на их физико-химические свойства. Выбор теплоносителя для проектной системы охлаждения дизеля 35
1.2.3 Обзор известных расчетных зависимостей, описывающих процессы тепломассообмена при фазовых переходах теплоносителей... 39
1.3 Выводы по разделу и постановка задач 44
2 Теоретические исследования системы охлаждения дизеля тепловоза с фазовыми переходами теплоносителя и процессов тепломассообмена в ней 45
2.1 Проектирование системы охлаждения дизеля тепловоза с фазовыми переходами теплоносителей 45
2.2 Математическое моделирование процесса тепломассообмена при конденсации пара в плоскоовальных трубах тепловозных радиаторных секций
2.2.1 Влияние основных факторов на процесс теплообмена при конденсации пара в трубах. Выбор входных данных для математического моделирования 49
2.2.2 Постановка задач математического моделирования и особенности исследуемого процесса тепломассообмена 53
2.2.3 Распределение температур по элементарным слоям пара и конденсата в поперечном сечении трубки 54
2.2.4 Образование пленки конденсата в плоскоовальной трубке 62
2.2.5 Программное обеспечение для численного решения созданной математической модели 68
2.3 Выводы по разделу и постановка задач 71
3 Экспериментальные исследования процесса тепломассообмена при конденсации пара в тепловозных радиаторных секциях 72
3.1 Цели и объекты исследований 72
3.2 Физические эксперименты 74
3.2.1 Средства измерений 74
3.2.2 Оценка точности результатов испытаний 75
3.2.3 Проверка теплотехнических характеристик исследуемого образца радиаторной секции на соответствие стандартным
3.2.3.1 Методика проведения испытаний 77
3.2.3.2 Обработка данных и результаты эксперимента 80
3.2.4 Определения теплоэнергетических характеристик радиаторной
секции в режиме конденсатора пара 82
3.2.4.1 Методика проведения эксперимента 82
3.2.4.2 Обработка данных и результаты эксперимента 87
3.3 Численные эксперименты 92
3.3.1 Обработка результатов физического эксперимента с учетом температуры стенки трубки 92
3.3.1.1 Методика проведения численного трехфакторного эксперимента 93
3.3.1.2 Обработка данных и результаты эксперимента 95
3.3.2 Четырехфакторный численный эксперимент по результатам математической модели 99
3.3.2.1 Методика проведения эксперимента 100
3.3.2.2 Обработка данных и результаты эксперимента 102
3.3.3 Выведение критериального уравнения по результатам математической модели 103
3.3.3.1 Методика выведения критериального уравнения 103
3.3.3.2 Обработка данных и результаты эксперимента
3.4 Обобщенное сравнение полученных результатов 105
3.5 Выводы по разделу и постановка задач 114
4 Технико-экономическая оценка использования системы охлаждения дизеля тепловоза с фазовыми переходами теплоносителя 117
4.1 Методика расчета системы охлаждения дизеля тепловоза с фазовыми переходами теплоносителя 117
4.1.1 Расчет радиаторных секций в режиме конденсатора пара 118
4.1.2 Расчет маслоохладителя и воздухоохладителя с фазовыми переходами теплоносителя 121
4.2 Уточнение условий работы тепловоза с проектной системой охлаждения дизеля 122
4.3 Сравнение результатов расчета проектной и базовой системы охлаждения дизеля тепловоза 124
4.4 Проектирование теплообменников и компоновка проектной системы охлаждения дизеля на базе тепловоза 2ТЭ
4.5 Особенности работы проектной системы охлаждения дизеля в холодный период года 4.6 Расчет ожидаемого экономического эффекта при внедрении на тепловозах разработанной системы охлаждения дизеля 133
4.7 Выводы по разделу 135
Заключение 136
Библиографический список 139
