Comments 8
Ничего личного. Рассуждения вслух.
Смотрю как ставится задача: "получить на выходе температуру 36.4градуса".
Перейдите в надсистему и переформулируйте задачу в "охладить генератор" и сразу просится вентилятор над двигателем - на 1000 кубов он всю картину сразу изменит.
И исходные данные какие-то странные. 80кВт с генератора при среднем КПД генератора 85% - это генератор мощностью 0,5 мегаватт? Дизель получается с запасом 600кВт, он должен выдавать 60-80% тепла, т.е от 360кВт.
Спасибо за комментарий!
В практическом вопросе мощности тепла от такого оборудования я не специалист, в данном случае был такой запрос от заказчика. Можно ориентироваться что суммарно тепла 250 кВт от всей установки и + - часть будет перераспределена между двигателем и генератором по-другому
А насчет вентиляторов с решетками в стене и над двигателем как вы предложили даже 1000 кубов по сравнению с приточными 120 000 будет как капля в море и никак не сможет направить воздух на двигатель. Именно поэтому важно направить воздух из решеток изначально правильно потому что такой гигантский расход не получится никак перенаправить вентиляторами
Генератор рассеивает в тепло от 2 до 6% механической энергии. Самая пессимистическая оценка 10%. Возьмем 5% для примера. Тогда получим мощность привода 80/0.05=1600 кВт. Задорно.
Дальше. Расход воздуха 10 000 куб. м. в час на сгорание дизельного топлива. Сначала пересчитаем в килограммы, получим 12 000 кг в час. Дальше откроем таблицы для всяких летчиков и моряков. Откуда узнаем, что для сгорания 1 кг дизельного топлива требуется 17 кг воздуха. Это данные лабораторные. При расчётах рекомендуют "перезаложиться" на 10-15%, что мы и сделаем. И получим 20 кг расхода воздуха на сгорание 1 кг дизельного топлива. Ничего сложного. 12000/20=600 кг это расчетное потребление дизельного топлива в час. Возьмем другую табличку, на какой-нибудь породистый дизель-генератор, вроде вольво пента. Откуда извлекается цифра потребления топлива 0.2 кг на кВт час. А у нас эта штука жрёт 600 кг в час. То есть, на таком расходе топлива, вычисленном из расхода воздуха, мы получим 3000 квт часов энергии.
Здесь проницательный читатель предположит двигатель 4000 л.с и легкую небрежность в постановке технической задачи. Либо толпа клерков выше по течению водопада бюрократии панически перезаложилась.
Теперь теплоприток в контейнер от поверхности двигателя. 170 кВт не подтверждается физической оценкой. Тепло от двигателя, рассеиваемое в окружающую среду радиатором больше на порядок(1 МВт и более). А тепло, передаваемое в контейнер от поверхности двигателя на порядок меньше, 10 кВт навскидку. Для справки, обычный чугунный радиатор в обычной квартире дает что-то около 500 Вт с 1 кв. метра поверхности теплообмена. Наш "сферический дизель в вакууме" имеет поперечный размер 2 метра и площадь поверхности 10 кв. метров, допустим. Дальше сами.
даже 1000 кубов по сравнению с приточными 120 000 будет как капля в море
1000 кубов "сорвет" часть потока. Горячую часть потока.
У вас серьезные ошибки в исходных данных. Что приводит к неправильной постановке задачи. Но порисуем вместе.
Примем ваш контейнер за трубу сечением 2х3 метра. Размеры мне неизвестны, но пусть 2х3. Физическая оценка скорости воздуха в трубе сечением 6 кв м. дает 5 м/с при расходе 120 000 куб. метров в час. Это при условии, что "никто не мешает". Сразу заметим, что у вас в контейнере какое-то оборудование. Которое оборудование сужает сечение трубы и увеличивает скорость воздуха в разы.
Возникает идея прямоточной системы охлаждения без красивых приточных решеток на боковых стенах. Воздух движется вдоль главной оси контейнера прямо, никуда не отвлекаясь на повороты. Для чего потребуется "стена вентиляторов" и "стена фильтров". Как в китайских контейнерах для майнинга.
Прочитайте уже Идельчика. Что-нибудь про аэродинамику теплообменных аппаратов.
Вся статья написана чуток с заду на перед. Как попытка подогнать под красивые картинки и дать каждой температуре красивый цвет. Результат практически не имеет ценности.
Если начать сначала решать задачу организации охлаждения ДГУ, один из вариантов рассуждений.
Требуется охладить ДГУ. Смотрим: с двигла снимает тепло водяная рубашка. Сколько прОцентов на двигателе, сколько на радиаторе? Заносим в модель. Там появляются 3 источника тепла.
Теперь, берем вентилятор радиатора и смотрим, сколько он гонит воздуха. Автор принимает 10 тысяч кубов. И вентилятор тащит все через свою решетка со своим сопротивлением и прочим. Интересно глянуть скорости потока.
И получается, что основной источник тепла - это радиатор, он практически перемещен вперед. И не так сильно надо обдувать двигатель и вентилятор.
Поэтому двигаем вперед радиатор и нам становится абсолютно по барабану расположение заборных решеток. И картинки, увы, будут не такие красивые....
Ну и там как варианты можем добавить выносной масляный радиатор, разместить радиатор двигателя сбоку и увеличить площадь его продува, теплообменник на радиатор...
Так-то поиск по картинке дает достаточно определенно турбодизель Perkins 46 литровый. Например Perkins 4012-46TAG2A с генератором Leroy Somer LSA50.2 L8. Подобное решение продается под названием ТСС АД-1200С-Т400-1РМ18 (Leroy Somer). Есть и британско-китайские литературные предшественники. Например LEES LSP1650S3. Но кому интересна матчасть и эти душные подробности?
Эффективность различных схем охлаждения контейнерных дизельных электростанций: результаты CFD-моделирования