При конфигурировании промежуточного охладителя наддувочного воздуха (воздух/воздух) необходимо в равной степени уделять адекватное внимание самым разнообразным факторам. Хорошо сбалансированная и оптимизиро­ванная конструкция может получиться только вследствие кропотливой работы над деталями, пока все нюансы конструкции не будут соответ­ствовать техническим требованиям, перечисленным в следующих па­раграфах. 

Внутреннее проходное сечение.

В первую очередь потери давления при прохождении воздуха сквозь промежуточный охладитель зависят от внутреннего проходного сечения ядра теплообменника.

Не существует никакой волшебной формулы для вычисления пра­вильного проходного сечения при заданном расходе воздуха, но опыт показал, что следование рекомендациям, отражённым на рисунке 5-13, приносит удовлетворительные результаты.

Если бы не завихрители, которые будто палка о двух концах, мы могли обойтись намного меньшими проходными сечениями, но тогда теплопередача была бы значительно меньшей. Задача завихрителей со­ стоит в том, чтобы внутри ядра не существовало никакого ламинарного течения. Если эта задача выполнена, каждая молекула впускного воз­духа получит шанс достигнуть стенки ядра и передать ей часть своей энергии в виде теплоты. При частом расположении завихрителей теп­лообмен лучше, но и потери давления выше. Если имеется простран­ство для размещения большого ядра, вполне можно выбрать ядро с частыми завихрителями и найти компромисс между высоким сопро­тивлением завихрителей и большим внутренним проходным сечением. В противном случае: там, где пространство строго ограничено, должно быть выбрано ядро с низкой плотностью завихрителей.

Выбор размера ядра.

Как только внутреннее проходное сечение будет рассчитано, могут быть определены габаритные размеры ядра и его форма. У боль­шинства ядер воздух может пройти через примерно 45% площади сто­роны для нагнетаемого воздуха. Чтобы найти заданную площадь стороны для нагнетаемого воздуха, разделите внутреннее проходное се­чение на это число 45%. Ядра обычно имеют толщину 50 и 75 мм, длину (высоту) каналов 150, 200, 250, и 300 мм, и ширину 225,450, и 600 мм (ко­торая может быть уменьшена до конкретного точного размера). Суще­ствуют ядра с более длинными каналами, но они имеют свойство ухудшать внутреннее проходное сечение, как показано на рис. 5-20 и 5-21.

Пусть расход воздуха составляет 14 м3. Рис. 5-13 показывает, что ти­пичный промежуточный охладитель требовал бы внутреннего проход­ного сечения приблизительно 170 см .

Если имеется пространство для ядра толщиной 50 мм, эффектив­ность окажется немного больше, поскольку увеличится ширина и, сле­довательно, возрастёт лобовая площадь. Хотя более тонкое ядро является лучшим выбором, тем не менее, толстое ядро также полностью работоспособно.

Длина воздушных каналов каналов (высота), умноженная на ширину ядра - фактическая лобовая площадь.

Фронтальная площадь.

Фронтальная площадь интеркулера влияет на количество окру­жающего воздуха, проходящего через ядро и охлаждающего надувоч­ный воздух. Чем больше количество окружающего воздуха проходит через ядро, тем выше охлаждающие возможности интеркулера. Расход воздуха определяется как произведение скорости движения и фрон­тальной площади ядра.

Таким образом, видно, что из двух ядер с фактически равным внутренним проходным сечением, ядро с большей лобовой площадью будет лучше.

Коэффициент лобового сопротивления интеркулера.

Коэффициент лобового сопротивления определяет легкость, с ко­торой окружающий воздух проходит через ядро. Конечно, чем легче воздуху проходить сквозь ядро, тем больше будет расход окружающего воздуха и, следовательно, выше охлаждающий эффект. Например, если  трубы, по которым проходит впускной воздух, в ядре имеют скруглен­ные края, расход поступающего окружающего воздуха, вероятно, будет несколько большим. В большинстве выпускаемых интеркуллеров, коэф­фициент лобового сопротивления для окружающего воздуха - упу­щенная деталь конструкции.

Воздухозаборники.

Форма воздухозаборников также определяет количество проходя­щего через интеркулер воздуха. Они заставляют молекулы воздуха про­ходить сквозь ядро. Не недооценивайте способность воздухозаборников улучшить эффективность промежуточного охладителя. Можно пред­ложить, что при хорошем подходе можно достичь увеличения эффек­тивности на 20 %.

При изготовлении воздухозаборников стоит приложить дополни­тельные усилия, чтобы быть уверенным, что молекулы воздуха не имеют никакого другого пути, кроме как через ядро интеркулера. То есть герметизируйте все ребра, углы, и соединения.

 

Нет необходимости в том, чтобы входной канал был столь же боль­шим как лобовая площадь ядра интеркулера. Практическое правило со­стоит в том, чтобы входной канал был по крайней мере размером в четвертую часть площади ядра. Это довольно странное правило вызвано тем фактом, что меньше чем четверть количества воздуха прошла бы через ядро без влияния трубок интеркуллера.


Толщина ядра.


Выбор толщины ядра промежуточного охладителя немного похож на жонглирование. Это вызвано тем фактом, что вторая половина лю­бого ядра делает только четвертую часть работы по охлаждению.

Добавление толщины ядра действительно улучшит эффектив­ность, но увеличение будет все меньше и меньше. Другой отрицатель­ный эффект, играющий роль, при увеличении толщины: увеличивающийся коэффициент лобового сопротивления интерку­лера. Разумный способ установки ядра, когда лобовая площадь недо­статочна и имеется избыточная глубина - интеркулер с разделенным ядром, обсуждаемый позже. 

При выборе промежуточного охладителя, расценивайте интеркулер с толстым ядром как необдуманное решение.

Направление потока в ядре интеркулера.

Когда имеется достаточно пространства для размещения боль­шого интеркулера необходимо определить ориентацию ядра интерку­лера. Если какие-либо причины не диктуют особенных требований, ядро всегда должно быть ориентировано для обеспечения самого боль­шого возможного внутреннего проходного сечения. Направление по­тока не так важно. Например, интеркулеры на рисунке 5-20 занимают одинаковое пространство, но агрегат с вертикальным потоком имеет большую внутреннюю площадь и, следовательно, дает создает меньшее сопротивление потоку воздуха.

Какие еще услугиможно получить в нашем сервисе

  • Ремонт шариковых турбин 
    Ремонт шариковых турбин
  • Сборка гибридных турбин 
    Сборка гибридных турбин
  • Ремонт турбин 
    Ремонт турбин
  • Турбины для грузовиков 
    Турбины для грузовиков