船用低速柴油机空冷器匹配计算方法.pdf

《船用低速柴油机空冷器匹配计算方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第46卷第6期船海工程Vo1．46No．62017年12月SHIP＆0CEANENGINEERINGDec．2017DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2017．06．024船用低速柴油机空冷器匹配计算方法郭忠华(玉柴船舶动力股份有限公司，广东珠海519175)摘要：为能够更好地设计与船用低速柴油机相匹配的空冷器，提出根据柴油机对空冷器性能和外形尺寸的要求，由传热学的原理计算空冷器理论换热面积，然后再根据管片式空冷器结构计算出冷却水管和翅片的数量，由此确定实际换热面积的方法。某型号柴油机空冷器匹配计算结果表明，该方法有效。关键词：船用低速柴油机；冷器

2、；换热面积；匹配计算中图分类号：U664．121．1文献标志码：A文章编号：1671-7953(2017)06-01O53船舶低速柴油机采用废气涡轮增压系统，在胀管法固定在管板上，因此该型空冷器具有制作增压器压气机蜗壳出口到进入柴油机气缸之间的工艺简单，工作可靠性好，接触热阻小，传热系数空气通道上要设置增压空气中间冷却器(以下简高等优点，并得到广泛应用。称空冷器)¨，以降低增压空气温度。船用低速冷轧翅片管式空冷器主要由两端水盖、冷却柴油机的设计制造模式为订单式生产，根据船型芯组及壳体组成。冷却芯组由固定管板(大管不同，即使采用同一种型号低速柴油机，所需要的板)、活动管板(

3、小管板)、翅片管、侧板等构成，组空冷器也不一定相同。空冷器的结构和换热面积装时，冷却芯组吊装到壳体里面，壳体的固定端法需要根据每个项目所选配的低速柴油机合同最大兰面、垫片和固定管板用螺栓连接并密封，在壳体功率、转速及进气量等参数来计算确定。每个项活动端的内框与活动管板外周的间隙中装一根。目需要订制空冷器，故在生产环节中必须要有一型密封圈(丁腈橡胶)，用一组螺栓将压圈的斜面套快速有效的匹配计算方法，以准确确定空冷器与。型橡胶密封圈压紧，并将气侧密封。见图1。的结构和材料用量，满足生产需求。为此，提出一种空冷器匹配计算方法。1结构工艺分析船用低速柴油机空冷器一般采用独立的冷却

4、a)中侧视图水系统，易于调节冷却效果。目前普遍使用的水1．活动管板：2．压圈；3．进出水盖；4．翅片组冷式空冷器是采用管片式结构¨3j。管片式结构5．壳体；6．固定管板：7．回程水盖根据制作工艺不同分为锡钎焊管片式和冷轧翅片图1管片式空冷器结构示意胀管式空冷器。2船用低速柴油机空冷器匹配锡钎焊管片式空冷器是在许多水管上套上一层层的散热片，经锡钎焊或堆锡焊焊接在一起。2．1空冷器工作原理冷却水管和散热片采用紫铜或黄铜制造，其制造空冷器安装在柴油机的进气管道中，高温的工艺复杂，容易出现虚焊和脱焊现象。增压空气从增压器端进人空冷器的冷却芯组，高冷轧翅片胀管式空冷器是直接将冷轧成

5、型后速气流横向流过芯组的翅片，向管内的冷却水释的翅片用胀管法固定在水管上，然后水管再采用放出热量后温度下降，被冷却的增压空气由空冷器出气侧经汽水分离器后，由扫气箱流向柴油机气缸内工作，如图2所示。冷却水由进出水端盖收稿日期：2016—10—08修回日期：2017—03一ol的进口接人，沿冷却水管内回流并吸收热空气释第一作者：郭忠华(1986一)，男，学士，助理工程师放出的热量后，从进出水端盖的冷却水出口排出，研究方向：船用低速柴油机研发设计如图3所示。换热过程中，冷热介质不接触。高】052第0176期焦郭忠华：船用低速柴油机空冷器匹配计算方法船海工程第46卷温的空气经空冷

6、器芯组冷却后，流过设置在空冷A()器出风侧的汽水分离器时，受垂直布置的叶片组的碰撞，过饱和的水气变成冷凝水析出，经汽水分式中：为换热面积；Q为换热量；K为总传热系离器和壳体的放水接头排出。数；At为对数平均温差。由式(1)可知，若想求得换热面积A，必须先确定换热量Q(由表1柴油机参数可知)；不同类器型空冷器根据结构和选用芯组材质的不同，K值缸套计算方法也不尽相同，均有相应的经验公式，传热系数值可由空冷器厂家提供；空冷器是冷热流扫气13体交叉流动的热交换器，其有效对数平均温差等冷器于纯逆流流动的对数平均温差△。鼓风机汽水分离器△萧(2)图2柴油机进气系统示意式中：At1=t

7、b—t。=180．7℃；At2=t一ti=6oC。其中：tb为空冷器前空气温度；t为冷却水出水温度；f为空冷器后空气温度；ti冷却水进水温度。由此求得At=51．3℃，在确定q和后，K值取137w／(rn·oC)，由式(1)计算出空冷器所需的冷却水出I_J水进口总换热面积A=234．3m。2．4空冷器结构设计定型图3空冷器介质流向示意在确定柴油机选型及空冷器相关参数之后，2．2柴油机相关参数确定计算空冷器所需的总换热面积。在空冷器设计定柴油机经过选型确定功率、转速、油耗、进气型时，根据其结构需要确定冷却芯组水管数量n量等性能参