Презентация. Гикал Презентация 29.04.22. Разработка и расчет параметров усовершенствованного малошумного и экономичного моторвентилятора охлаждающего устройства тепловоза
 Скачать 1.85 Mb.
|
|
РАЗРАБОТКА И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО МАЛОШУМНОГО И ЭКОНОМИЧНОГО МОТОР-ВЕНТИЛЯТОРА ОХЛАЖДАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ТЕПЛОВОЗА Руководитель проекта – д.т.н., проф. Паламарчук Н.В. ГОО ВПО «Донецкий институт железнодорожного транспорта» ГИКАЛ Роман Александрович ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 2 Цель дипломного проекта. Разработать мероприятия по совершенствованию аэродинамических характеристик камеры холодильника и мотор-вентилятора охлаждающего устройства тепловоза 2ТЭ116У. Задачами дипломного проекта является: - изучение схем, устройства и особенностей работы систем охлаждения и охлаждающих устройств тепловозов; - обобщение результатов современных исследований в области совершенствования узлов и оборудования охлаждающих устройств, включая решения по снижению аэродинамических потерь в межлопастных каналах колеса вентилятора, аэродинамического шума, обусловленного интенсивным срывом вихрей на кромках лопастей; - сравнительный анализ применяемых способов снижения аэродинамического шума и повышения энергетических характеристик мотор-вентиляторов; - выбор технических решений, обеспечивающих снижение аэродинамического шума и сохранения энергоэффективности за счет использования более совершенного профиля лопаток осевого вентилятора и применения противосрывных вырезов на выходной кромке лопастей ; - расчет параметров усовершенствованного вентилятора. Система охлаждения дизеля тепловоза 2ТЭ116 3 Схема движение теплоносителя в двигателе и в теплообменных радиаторах холодильника 4 4 Характеристики охлаждающего устройства Кавитационная износ крышки всасывания Кавитационная эрозия лопасти 6 Осевое рабочее колесо серийного вентилятора УК-2М Параметры охлаждающего устройства тепловоза 2ТЭ116У 1 – ВОРОТНИК; 2 – ЛОПАСТЬ; 3 - БАРАБАН; 4 - РЕБРО ЖЕСТКОСТИ Размещение оборудования в холодильной камере охлаждающего устройства Безразмерные характеристики серийного мотор-вентилятора УК-2М 1- верхние жалюзи; 2 – мотор-вентилятор ; 3, 4 – размещение секций радиаторов в исполнениях «с» и «м»; 5 , 6 – боковые жалюзи 7 Допустимые и фактические уровни звука на рабочих местах в кабинах локомотивов Спектр шума осевого вентилятора УК-2М Мероприятия по снижению аэродинамического шума 1. Ограничение окружных скоростей осевого колеса мотор-вентилятора. 2. Профилирование пространственной лопасти по сечению. 3. Профилирование пространственной лопасти по длине. 3. Использование противосрывных устройств на выходной кромке лопасти. 8 Применение энергоэффективных лопастей вентиляторов со сниженным уровнем шума Осевые колеса с саблевидным профилем лопастей: а– вентиляторное колесо SDI-17; б – пятилопастной воздушный винт; в тяговый винт вентиляторного типа для беспилотного самолета; г - двухосный винт Д-27 (ЦАГИ) самолета АН-170 с пониженным уровнем шума; д – воздушный винт для осевого шахтного вентилятора (НИИГМ) е – осевой вентилятор с зубчатыми вырезами на лопасти с пониженным уровнем шума 9 УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ 8–ЛОПАСТНОЕ ОСВОЕ КОЛЕСО ВЕТТИЛЯТОРА С САБЛЕВИДНОЙ ФОРМОЙ ЛОПАСТИ ПРОФИЛЬ ЛОПАСТИ ПО ДЛИНЕ 10 1 – ВОРОТНИК; 2 – ЛОПАСТЬ; 3 - БАРАБАН; 4 - ОБТЕКАТЕЛЬ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ 14– ЛОПАСТНОЕ ОСВОЕ КОЛЕСО ВЕНТИЛЯТОРА С САБЛЕВИДНОЙ ФОРМОЙ ЛОПАСТИ ПРОФИЛЬ САБЛЕВИДНОЙ ЛОПАСТИ С ВЫРЕЗАМИ НА ТЫЛЬНОЙ СТОРОНЕ 1 – лопасть; 2, 4 – обечайки; 3 - диск-обтекатель 11 Безразмерные характеристики усовершенствованного осевого вентилятора со сниженным уровнем шума Спектр и уровень шума осевого серийного вентилятора Спектр и уровень шума вентилятора с саблевидными лопастями 12 Напорная характеристика и характеристика КПД в зависимости от подачи ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13 1. При работе осевого вентилятора обтекание лопастей сопровождается развитым турбулентным движением воздуха и образованием вихрей и, как следствие, возникновению интенсивного аэродинамического шума и потерь гидравлической энергии при срыве потока с кромок лопастей. Устранение этого недостатка или снижения его влияния на эффективность процесса перемещения нагнетаемого воздуха вентилятором, возможно только при использовании в осевой турбомашине более совершенных по профилю и форме лопастей. 2. Показано, что звуковая мощность осевого вентилятора возрастает с увеличением диаметра рабочего колеса и ростом окружной скорости колеса. Главными источниками шума вентиляторов являются аэродинамические явления в воздушном потоке: интенсивное турбулентное течение и вихреобразование в межлопаточном пространстве. 3. В работе предложены мероприятия по снижению шума вентиляторных установок охлаждающих устройств тепловозных дизелей, которые направлены на устранение источников аэродинамического шума. Принятые технические решения: - ограничение окружных скоростей лопаток; - применение взамен рабочих колес с листовыми лопастями, рабочих колес с лопастями пространственного аэродинамического профиля (крыловидное сечение, двойная кривизна по длине, саблевидный профиль); - использование лопастей с зубчатой формой выходной кромки; - уменьшение на 10% диаметра осевого колеса, при сохранении требуемого напора вентилятора. 4. Выполненный расчет усовершенствованного мотор-вентилятора подтвердил возможность сохранения его энергетических характеристик на уровне серийного образца и снижения уровня аэродинамического шума примерно на 15 дБА . Предложенные в дипломе мероприятия позволяет обеспечить работу обслуживающего персонала (машинисты и помощники машинистов) в допустимом санитарными нормами условиях по шуму (не более 80 дБА). 5. В экономической части приведен расчет экономической эффективности использования модернизированного охлаждающего устройства тепловоза 2ТЭ116. Экономия составит около 272 тыс. рублей в год на один тепловоз, срок окупаемости – около 1 года. 6. В разделе «Охрана труда» рассмотрены вопросы защиты от шума и вибрации, дан расчет искусственного освещения ремонтного участка локомотивного депо. В разделе «Охрана окружающей среды» рассмотрено действие ионизирующего излучения на человека, дана расчетная оценка соответствия параметров радиационной обстановки нормативам |