【正文】 衷心感謝所有傳 授給我知識、關(guān)心過我、幫助過我的師長和朋友。 三個月的畢業(yè)設(shè)計生活很快就要結(jié)束了，時間雖短暫，但這是充實的三個月，成長的三個月。 在課題研究過程中，王曉迪等同學(xué)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(rèn)真的生活態(tài)度、勤奮鉆研的學(xué)習(xí)態(tài)度和樂于助人的優(yōu)秀品格也是我學(xué)習(xí)的方面。在做畢業(yè)設(shè)計將近三個月期間的學(xué)習(xí)、科研和生活中，席老師廣博的知識面、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科研精神和認(rèn)真細(xì)致的做事習(xí)慣讓我受益非淺，極強的責(zé)任心與寬容達(dá)觀的為人也在潛移默化中影響著我，我所取得的進(jìn)步凝聚著席老師的心血和汗水。柴油機中冷器結(jié)構(gòu)與設(shè)計 。內(nèi)燃機設(shè)計〔 M〕內(nèi)燃機原理 北京 :中國農(nóng)業(yè)機械出版社 ,1981 [7] 西安交通大學(xué)并且由于設(shè)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(jìn) ,使我的設(shè)計更加完善。本次設(shè)計通過已知的發(fā)動機的功率和進(jìn)出口水溫開始進(jìn)行設(shè)計計算，計算中冷器的流通面積和傳熱面積等 , 進(jìn)行冷卻空氣側(cè)和增壓空氣側(cè)的阻力分析計算 ,計算出傳熱系數(shù) K,并確定中冷器的結(jié)構(gòu)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(shù)平均溫差法校核散熱面積 , 主要校核散熱面積能否滿足設(shè)計要求 ,用效率 (? )傳熱單元數(shù) (NTU)法校核增壓 ,主 要校核增壓空氣和冷卻介質(zhì)在中冷器出口的溫度是否在使用要求的范圍內(nèi) , 如不符合要求 ,則反復(fù)進(jìn)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(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)尺寸 . 由于增壓中冷器尺寸較大 ,零件復(fù)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。 NTU)=1e(1247。 ( 310 )= 310? (328) 效率 板翅式兩側(cè)的流體均不混合 ,效率為 ε =1e(1/c) = 310? (327) 傳熱單元數(shù) NTU=(KΔ Tn） =247。 ln(247。 K/W) K= (W/m2 8+++1247。 K/W) 式中 :δ為冷熱兩側(cè)間壁厚度，λ為材料導(dǎo)熱系數(shù) 中冷器的傳熱系數(shù) 1? K=1? hb+r1+r2+r3+r4+(1? ha) ) (247。 K/W) 導(dǎo)熱熱阻 r4=(Ab? Aa) K/W) 散熱片焊接處接觸熱阻 r3=0 K/W) 冷卻 空氣 側(cè)污垢熱阻 : 風(fēng)冷可取 : r2=0 K) (323) 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 19 污垢熱阻 增壓空氣側(cè)污垢熱阻可取 : r1=0λ b? Db=5 102247。 Db? ν b= 247。ρ b)=247。 K) (318) 計算增壓空氣側(cè)對流換熱系數(shù) 增壓空氣通道當(dāng)量直徑 : Db=2xy? (x+y)=4 247。λ a? Da= 102247。D a? ν a=?247。 = (m/s) (314) 冷卻 空氣 通道當(dāng)量直徑 : Da=4 wF w?? =4 247。 ( 102)= (313) 計算冷卻 空氣 側(cè)的對流換熱系數(shù) 冷卻 空氣 的流速 : Ca=qma? (Fa Cpb 273] = 102 (W/m K) （同上） 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 3． 2 幾何結(jié)構(gòu)尺寸 確定和計算 : 查 閱文獻(xiàn) [3]選用尺寸參數(shù)為以下： 翅片高 H ㎜ 翅片厚度 ? ㎜ 翅片間距 S ㎜ 當(dāng)量直徑 ep ㎜ 內(nèi)距 X = ㎜ 單元有效長度 L 300 ㎜ 內(nèi)高 y = ㎜ (4) 通道的自由流通面積 A 先選取中冷器機芯總體尺寸為長 ㎜ ,寬為 ㎜ ,高為 300㎜ 的立方體 1A = SBxy =? ? = 2m （ 31） 通道層數(shù) (n1) ?+= （ 32） n=214 A=?214= 2m (5) n層通道的總傳熱面積 F= S BInyx )(2 ?? = 239 )(2 m?? ???????? （ 33） n層通道的一次傳熱面積 Fyx xF ??1 ???F =38 2m n層通道的二次傳熱面積 Fyx yF ??2 22 mF ???? 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 傳熱系數(shù)計算 求平均溫度下冷卻 空氣 的熱物理性質(zhì) 中冷器的換熱量 : Q=qmbCpb(TbTs)= 100 ?? 310 (W) (34) 冷卻 空氣 出口溫度 : Ta2=（ Ta1+Q） ? Cpaqma=(+273)+ 3 ??= (K) (35) 冷卻 空氣 平均溫度 : Tam=(Ta1+Ta2)? 2= 2 ?? = (K) (36) 根據(jù)冷卻 空氣 的平均溫度 Tam從 文獻(xiàn) [1]和 文獻(xiàn) [2]中 查表求取冷卻 空氣 的以下參數(shù) : 密 度 ρ a=(kg/m3) 導(dǎo)熱系數(shù) λ a= 102(W/m 原始參數(shù) 增壓空氣流量 qmb= (kg/s) mbq = bq （空氣流量） + tq (燃 氣流量 ) 根 據(jù) 任 務(wù) 書 中 的 參 數(shù) ( 即 6135 柴 油 機 )對 于 增 壓 柴 油 機 , 一般取vk?? =, k? = (kg/ 3m ) h? =4? 2D ?S= 92 ???? = 3m 60 hvkkb vnzinq ??? = 60 ????? = 一般取 bt qq )( ?? 現(xiàn)取 bt qq? ? mbq =?2= 中冷器進(jìn)口空氣溫度 Tb=160℃ 中冷器出口空氣溫度 Ts=60℃ 冷卻介質(zhì)流量 qma= (kg/s) 冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度 Ta1=℃ 增壓空氣壓力損失容許值 Δ pb=3000 (Pa) （根據(jù)柴油機性能參數(shù)） 冷卻 空氣壓力損失容許值 Δ wp =3000 (Pa) （同上） 增壓空氣比熱容 Cpb=1009 (J/kg 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 第三章 中冷器的設(shè)計計算 中冷器的設(shè)計計算一般是根據(jù)使用要求 ,對于已設(shè)計好的中冷器進(jìn)行校核計算 ， 如不能滿足要求 ,則重新進(jìn)行設(shè)計 。所以，它適用于換熱介質(zhì)干凈、對鋁不腐蝕、不易結(jié)垢、不易沉積、不易堵塞的場合。由于不能拆卸，一 但 結(jié)垢，清洗就很困難。在深度冷凍技術(shù)中用板翅式換熱器分離純產(chǎn)品，不僅可以節(jié)約大量貴重的鋼材，而且比用其它型式換熱器都經(jīng)濟。由于大多數(shù)選用在 低溫下具有良好機械性能的鋁合金制造，故特別適用于空氣分離和天然氣分離，其使用壓力范圍也很大，而在重量上要比管殼式輕得多，約為 15％～ 50％ .由于結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、又因采用全鋁結(jié)構(gòu)，所以重量輕，故成本大為降低。板式熱交換器還有一個突出優(yōu)點是可允許有 2～ 9 種流體同時換熱。／ m179。／ m179。單位體積的傳熱面積通常比管殼式熱交換器大 5 倍以上，最大可達(dá)幾十倍?！?)?！?)，水沸騰時可達(dá) 1745～ 35000 W／ (m178?！?)，油強迫對疏時可達(dá) 115～ 1745W／ (m178。據(jù)資料介紹，空氣強迫對流換熱時換熱系數(shù)可達(dá) 35～ 350 W／ (m178。 2． 3 增壓中冷器采用板翅式結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點 板翅式增壓中冷器主要有以下五大特點 :一 ,傳熱效率高。在組裝體中，可采用并聯(lián)組裝、串聯(lián)組裝和串并聯(lián)混合組裝。在石化、氣體分離設(shè)備中被大量地采用。 圖 ⑤混流 在一個熱交換器中，某些流體間是錯流，而另外一些流體間是逆流它的最大優(yōu)點是能同時處理幾種流體的熱交換．并合理分配各種流體的傳熱面積。從傳熱上考慮這種布置并無突出優(yōu)點，但它常能使熱交換器布置合理而被采用。 ②順流 如圖 所示，這種流動形式應(yīng)用較少，主要用在加熱時需要避免流體被加熱 (或冷卻 )到高 (或低 )于某一規(guī)定溫度的場合。其中，逆流 2型 (圖 的上、中兩圖 )為兩種流體的逆流布置，而 3型 (下圖 )為多達(dá)五種流體的逆流布置。 (4)流道的布置形式 按運行工況要求可將流體布置成逆流、順