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發(fā)布時(shí)間：2020-10-12
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針對冷卻器的換熱效果的分析
冷卻器
作為船上的主要換熱設備對全船的安全運行起到樞紐的作用。它的結構相對其他設備較為簡(jiǎn)樸，主要由螺桿、壓板、底座、板片等組成。它廣泛地作為大型艦船主機缸套水、滑油冷卻器以及中心冷卻器。幾十年來(lái)得到了很大的發(fā)展。各大廠(chǎng)家都將精力放在如何進(jìn)步冷卻器的換熱效果上。
因為冷卻器的板片結構直接影響了冷卻器的機能。本文將對現有的冷卻器的一系列板片參數對冷卻器機能的影響進(jìn)行探討，以求為進(jìn)一步的研究提供一些鑒戒。
由傳熱系數的表達式可知，板片的厚度δ越小，冷卻器的傳熱效果越好，冷卻器的尺度，提出冷卻器的板片厚度在0.6～0.8mm，目前行業(yè)最薄的鈦板板片已經(jīng)達到0.4mm。板片再做薄對進(jìn)步換熱效果不會(huì )太顯著(zhù)，而主要的是為了減少本錢(qián)，降低材料的消耗，但薄板片在壓制后強度會(huì )相對減小。
冷卻器進(jìn)步k值的主要方法之一是進(jìn)步板片兩側換熱介質(zhì)表面的流體擾動(dòng)程度。冷卻器的板片通常加工成人字波紋板。對于人字形波紋板片，人字角的大小對傳熱和流體阻力影響很大。人字角大的板片傳熱系數高、流體阻力亦大；反之人字角小的板片傳熱系數和阻力都低。120°人字角的波紋傳熱效果最好，角度越小或者變大，傳熱效率都會(huì )變低，通常的中心冷卻器與缸套水冷卻器采用120°人字角板片，以達到最大的換熱效果。
在船用滑油冷卻器中，因為滑油的粘度高于水的粘度，假如全使用120°大夾角的板片會(huì )造成流體阻力大，而60°小夾角板片的傳熱系數低。因此滑油冷卻器往往使用2種板片混裝的方式，在充分利用答應壓降的情況下，這種稱(chēng)之為換熱混合設計，其換熱面積可達到最優(yōu)效果。
流體在板間活動(dòng)，其流速是不平均的，在主流線(xiàn)上的流速，約為均勻流速的4~5倍，在一個(gè)流程內每個(gè)流道的流速也不平均。為使流體在板間活動(dòng)時(shí)，出于充分湍流狀態(tài)，宜取板間的均勻流速0.3～0.8m/s。在阻力降容許的情況下取大值，以進(jìn)步對流傳熱膜系數，從而減小換熱面積，進(jìn)步換熱效率。通常按照給定的流速選擇出板片恰當的單片面積與長(cháng)寬比，這樣的選型方法是控制板間流速的樞紐因素。
結語(yǔ)
（1）通過(guò)
冷卻器
的傳熱模型分析出了影響冷卻器傳熱系數k值的幾個(gè)樞紐因素：傳熱膜系數α、板厚δ。而板片的特征長(cháng)度與板間的雷諾數Re決定著(zhù)傳熱膜系數α的大小。
（2）詳細分析了目前冷卻器板片（板片厚度、板片夾角和板間流速）的研究方向。
（3）經(jīng)由分析,在后續的工作中還需要依據傳熱學(xué)和流體力學(xué)的相關(guān)原理對冷卻器進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。
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