радиатор

Формула изобретения

РАДИАТОР для охлаждения силовой установки тепловозов, содержащий оребренный общими пластинами пучок плоских труб, расположенных в шахматном порядке с образованием каналов для охлаждения теплоносителя и установленных между трубными коробками с боковыми щитками и коллекторами, отличающийся тем, что оребряющие пластины выполнены профилированными с чередованием выступов и впадин с острыми вершинами и одинакового размера в осевом направлении, смежные пластины установлены с образованием между ними конфузорно-диффузорных каналов, причем отношение шага профиля к его высоте составляет 12 - 15, а отношение шага расположения пластин к высоте профиля - 7,5 - 11,2, при этом отношение размера пучка в направлении движения охлаждающего теплоносителя к эквивалентному диаметру каналу составляет 47 - 52.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции радиатора системы охлаждения силовой установки тепловоза.

Известны водовоздушные секции радиатора для тепловозов, содержащие пучок плоских труб, оребренных общими пластинами, трубные коробки, боковые щитки и коллекторы (Инструкция ТЭ. 00.00.000И74. Тепловозы. Секции водовоздушного радиатора).

Недостатком этих радиаторов является не полное использование поверхности охлаждающих пластин в процессе передачи теплоты от горячего теплоносителя к холодному вследствие не оптимальной глубины радиатора, что снижает его энергетические характеристики.

Известен радиатор для охлаждения силовой установки тепловозов, содержащий оребренный общими пластинами пучок плоских труб, расположенных в шахматном порядке с образованием каналов для охлаждающего теплоносителя и установленных между трубными коробками с боковыми щитками и коллекторами (авт. св. СССР N 1124172, кл. F 28 D 7/16, 1984, прототип).

Как показали экспериментальные исследования опытных образцов таких секций радиатора, выполненных с относительной глубиной 53-55 и 75-79 (Куликов Ю. А. Системы охлаждения силовых установок тепловозов. М. Машиностроение, с. 288, 1988), где L/d_э2;

L глубина радиатора, м;

D_э2 [2 (t_{р p})(t_Т а)]/[(t_{p p}) + (t_T a)]

t_р шаг оребряющих пластин, м;

t_T шаг расположения трубок, м;

_p толщина пластины, м;

а размер трубы в плоскости перпендикулярной воздушному потоку, м. коэффициент теплопередачи таких секций недостаточно велик при относительно большом аэродинамическом сопротивлении.

Цель изобретения повысить коэффициент теплопередачи секций радиатора без изменения их аэродинамического сопротивления, а следовательно, без увеличения мощности, затрачиваемой на привод вентиляторов системы охлаждения.

Для этого в радиаторе, содержащем оребренный общими пластинами пучок плоских труб, расположенных в шахматном порядке с образованием каналов для охлаждающего теплоносителя и установленных между трубными коробками с боковыми щитками и коллекторами, оребряющие пластины выполнены профилированными с чередованием выступов и впадин с острыми вершинами и одинакового размера в осевом направлении, смежные пластины установлены с образованием между ними конфузорно-диффузорных каналов, причем отношение шага профиля к его высоте составляет 12-15, а отношение шага расположения пластин к высоте профиля 7,5-11,2, при этом отношение размера пучка в направлении движения охлаждающего теплоносителя к эквивалентному диаметру канала составляет 47-52.

Как показали исследования, проведенные при уменьшении относительной глубины радиатора << 47 происходит резкое уменьшение коэффициента теплопередачи (на 10-15%) секции вследствие сокращения площади теплоотдачи со стороны воздуха. При увеличении относительной глубины >> 52, происходит резкое возрастание аэродинамического сопротивления секции (на 25-40%), поскольку вихревые структуры, генерируемые на вершинах выступов, постепенно начинают затрагивать не только пристенный пограничный слой, но и ядро всего потока, что вызывает резкий рост аэродинамического сопротивления и, следовательно, снижение теплоаэродинамических характеристик радиатора.

Исследования опытных образцов секций радиатора, проведенные для всего диапазона скоростей теплоносителя 2-20 м/с, используемых в теплообменных аппаратах тепловозов, показали, что секции с профилированными пластинами при соотношении размера пучка в направлении движения охлаждающего теплоносителя к эквивалентному диаметру канала, равного 47-52, имеют коэффициент теплопередачи на 12-18% выше, чем секции с гладкими пластинами и с относительной глубиной в диапазоне 53-55.

Выполнение радиатора предложенной конструкции позволит увеличить коэффициент теплопередачи секции и повысить теплоаэродинамические характеристики радиатора.

Предлагаемая конструкция радиатора поясняется чертежом.

Радиатор содержит пучок плоских труб 1, расположенных в шахматном порядке, оребренных общими пластинами 2, трубные коробки 3, боковые щитки 4 и коллекторы 5.

Радиатор работает следующим образом.

Горячий теплоноситель поступает через верхний коллектор и трубную коробку в полость плоских труб 1, а затем в нижнюю трубную коробку и коллектор. Холодный теплоноситель просасывается вентилятором через воздушные каналы, образованные плоскими трубами 1 и профилированными пластинами 2.