【導讀】新鮮空氣在渦輪增壓器中雖提高了壓力，但氣溫也伴隨著空氣。壓縮而上升，氣體熱脹的結果抵銷了氣壓升高的一部分效果。例如，進入氣缸的增壓空氣每降溫10°C，約可使柴油機功率提高～?？煽啃院徒洕杂兴岣?。因此，在增壓器壓氣機蝸殼出口到進入柴油機氣。缸之間的空氣通道上有必要設置增壓空氣中間冷卻器。尋求在拖拉機上配用廢氣渦輪增壓柴油機的增壓中冷器設計成果。本課題的意義及現(xiàn)階段發(fā)展的趨勢············1. 課題的提出和主要任務··················3. 增壓中冷器的主要性能參數················4. 中冷器的冷卻方式及結構·················5. 2．2板翅式熱交換器的構造和工作原理············7. 2．3增壓中冷器采用板翅式結構的優(yōu)缺點···········14. 第三章中冷器的設計計算········&#

　　

【正文】 2[Tbm? 273]= 102 [383247。 273] = 102 (W/m K) (312) 普朗特數 : Prb=ν b Cpbρ b ? λ b= 510? 1009 247。 ( 102)= (313) 計算冷卻 空氣 側的對流換熱系數 冷卻 空氣 的流速 : Ca=qma? (Faρ a)=247。 = (m/s) (314) 冷卻 空氣 通道當量直徑 : Da=4 wF w?? =4 247。 (214 21 310? 15)=(m) (315) 冷卻 空氣 的雷諾數 : Rea=caD a? ν a=?247。 (22 106)=2892 (316) 冷卻 空氣 的努謝爾特數 : Nua== = (317) （由雷諾數確定，冷卻空氣流動屬于層流） 冷卻 空氣 側的對流換熱系數 : Ha=Nuaλ a? Da= 102247。 = (W/m2 K) (318) 計算增壓空氣側對流換熱系數 增壓空氣通道當量直徑 : Db=2xy? (x+y)=4 247。 (14?214? 214? 310? )=(m) (319) 增壓空氣的流速 : Cb=qmb? (Fbρ b)=247。 = (m/s) (320) 增壓空氣的雷諾數 : Reb=Cb Db? ν b= 247。 ( 106)=965 (321) 增壓空氣的努謝爾特數 : Nub== =5 (322) (上式適用于紊流狀態(tài) ) 增壓空氣側的對流換熱系數 : hb=Nubλ b? Db=5 102247。 =8 (W/m2 K) (323) 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 19 污垢熱阻 增壓空氣側污垢熱阻可取 : r1=0 00035 (m2 K/W) 冷卻 空氣 側污垢熱阻 : 風冷可取 : r2=000035(m 2 K/W) 散熱片焊接處接觸熱阻 r3=00001(m 2 K/W) 導熱熱阻 r4=(Ab? Aa) (δ ? λ )=(247。 ) (247。 398) (324) = 610?? (m2 K/W) 式中 :δ為冷熱兩側間壁厚度，λ為材料導熱系數 中冷器的傳熱系數 1? K=1? hb+r1+r2+r3+r4+(1? ha) (Ab? Aa) (325) =1247。 8+++1247。 = (m2 K/W) K= (W/m2 K) 用對數平均溫差法校核散熱面積 對數平均溫差 Δ Tn=[(TbTa2)(TsTa1)]? ln[(TbTa2)/(TsTa1)] (325) =[()()]247。 ln(247。 ) = (K/℃ ) （參考文獻 [9]得出） 所需散熱面積 Aa1=Q? （ KΔ Tn） =247。 = (m2) (326) ? （ ） ? ?100﹪ =﹪＜ ﹪ 在允許的誤差范圍內 ? 所得散熱面積符合設計要求 用效率 (? )傳熱單元數 (NTU)法校核增壓 空氣出口溫度 熱容比 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 20 C=(qmbcpb)? (qmacpa)=247。 = 310? (327) 傳熱單元數 NTU=(K Aa)? (qmbcpb)=( )247。 ( 310 )= 310? (328) 效率 板翅式兩側的流體均不混合 ,效率為 ε =1e(1/c) (1ec NTU)=1e(1247。 ) (1e( ))= (329) （參考文獻 [9]得出） 增壓空氣出口溫度 Ts1=Tbε (TbTa1)=?(16040) (330) =?120=? 60℃ ? 增壓空氣出口溫度小于 原始參數值 60℃ ? 所求結果合適 壓力校 核 ab Pp )( ?????????? ) 8 9 1 8 1 6 ( ????????? wp =?? 2（ ?? +） = aP ? 所求得 bp? （即增壓空氣壓力損失容許值）與 wp? （即冷卻空氣壓力損失容許值）都小于選取參數規(guī)定的 3000（ aP ） ? 校核結果為合適 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 21 第四章 結論 本次設計主要是為 了解決在 6135柴油機的廢氣渦輪增壓系統(tǒng)中如何配置中間空氣冷卻器，從而使其在任何工況下都能獲得比較理想的工作狀態(tài)。本次設計通過已知的發(fā)動機的功率和進出口水溫開始進行設計計算，計算中冷器的流通面積和傳熱面積等 , 進行冷卻空氣側和增壓空氣側的阻力分析計算 ,計算出傳熱系數 K,并確定中冷器的結構形式和翅片的布置形式 ,選定換熱翅片為板翅式，確定其基本幾何尺寸 ,最后用對數平均溫差法校核散熱面積 , 主要校核散熱面積能否滿足設計要求 ,用效率 (? )傳熱單元數 (NTU)法校核增壓 ,主 要校核增壓空氣和冷卻介質在中冷器出口的溫度是否在使用要求的范圍內 , 如不符合要求 ,則反復進行校核計算 ,直到校核合格為止 ,最終確定能配置在 6135柴油機上的新型增壓中冷器的傳熱數據和結構尺寸 . 由于增壓中冷器尺寸較大 ,零件復雜 , 無法在說明書中展示 ,故借助了 CAD繪圖 由于管子的尺寸較大 ,無法在說明書中展示 ,故借助了 CAD繪圖。 本文在設計時由于時間倉促，無法做到面面俱到 。并且由于設計者能力有限，難免掛一漏萬，希望各位老師不吝賜教 ,指出錯誤，我將虛心地接受并加以改進 ,使我的設計更加完善。 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 22 參考文獻 [1] 楊世銘，陶文銓 .傳熱學 (第三版 ).北京 .高等教育出版社 .1998： 266274 [2] 曹玉璋，邱緒光 .實驗傳熱學 .北京 .國防工業(yè)出版社 .1998： 127130 卓寧 孫家慶主編 工程對流換熱 北京 機械工業(yè)出版社 1982 [3] [日 ]尾花英郎著 徐忠權譯 熱交換器換熱手冊 北京工業(yè)出版社 1981 [4] 朱聘華 換熱器原理與計算 北京：清華大學出版社 1987 [5] 李振法．工程熱力學、傳熱學實驗指導書 .內蒙古工業(yè)大學熱工流體力學教研室 .1999： 14 [6] 西安交通 大學內燃機原理 北京 :中國農業(yè)機械出版社 ,1981 [7] 西安交通大學機車柴油機結構設計 北京 :中國鐵道出版社 ,1981 [8] 楊連生內燃機設計〔 M〕北京 :中國農業(yè)機械出版社 ,1980 [9] 張峰，高東順。柴油機中冷器結構與設計 。 [9] Journal of Heat Transfer 1988 [10] [聯(lián)邦德國 ] 馬慶芳 馬重芳主譯 換熱器設計手冊 1989年 07 月第 1版 [11]nternational Journal of Heat AND Mass Transfer, 1975 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 23 致 謝 論文是在我的指導老師席明智 副 教授的具體指導與悉心關懷下完的。在做畢業(yè)設計將近三個月期間的學習、科研和生活中，席老師廣博的知識面、嚴謹求實的科研精神和認真細致的做事習慣讓我受益非淺，極強的責任心與寬容達觀的為人也在潛移默化中影響著我，我所取得的進步凝聚著席老師的心血和汗水。在即將結束畢業(yè)設計的學習生活之際，特向席老師表示衷心的感謝。 在課題研究過程中，王曉迪等同學在我們相互討論中 ,給我的啟發(fā)和幫助也很大 ,給了我很多具體的幫助和建議，在此表示感謝 ，他們踏實認真的生活態(tài)度、勤奮鉆研的學習態(tài)度和樂于助人的優(yōu)秀品格也是我學習的方面。論文寫作期間，我得到了學院各位老師、我的父母以及很多朋友的關心，他們的大力支持和熱心幫助使我順利地完成了論文寫作工作，在此一并表示真誠的謝意。 三個月的畢業(yè)設計生活很快就要結束了，時間雖短暫，但這是充實的三個月，成長的三個月。我不僅學到了豐富的專業(yè)知識，還明白了許多做人的道理，最主要的是在實際的科研、生活中逐漸掌握了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的方式方法，這將使我終身受益，并為我在接下 來 的生活和學習中打下了基礎。衷心感謝所有傳 授給我知識、關心過我、幫助過我的師長和朋友。