【正文】 圖 錯(cuò)流布置示意圖 圖 錯(cuò)逆流布置示意圖 (5)組裝結(jié)構(gòu) 圖 并聯(lián)組裝示意圖 由于板翅式熱交換器在制造時(shí)截面積和長(zhǎng)度都受到釬焊工藝的限制，因此在使用中，單個(gè)板束的熱交換器往往不能滿足需要 (目前最大的板束單元尺寸約為1200mm 1200 mm 7000mm)，則經(jīng)常采用將多個(gè)相同的板束串聯(lián)或并聯(lián)，組成一合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 個(gè)大型的板翅式熱交換器的組裝體。采用這種形式可以將幾個(gè)熱交換器并成一個(gè)，使設(shè)備的布置更加緊湊，生產(chǎn)操作更方便，使熱 (冷 )量損失減少到最小程度．但它制造比較困難?？辗盅b置中將它用于一側(cè)相變或溫度變 化很小的場(chǎng)合。 ③錯(cuò)流 如圖 所示，也是最基本的一種布置方式。逆流形式用得最普遍。 ①逆流 在板翅式熱交換器中實(shí)現(xiàn)逆流有三種型式 (圖 )。它與翅片的焊接多數(shù)采用板下加焊片的方法，焊片厚度與隔板復(fù)合層相同。隔板厚度一般為 l～ 2mm，最簿為 。所以又稱金屬?gòu)?fù)合板，在釬焊時(shí)合金熔化而使翅片與金屬平板焊接成整體。應(yīng)注意到設(shè)置導(dǎo)流片并不一定能完全克服流體在流道內(nèi)分配不均勻的問(wèn)題，因?yàn)榉峙涫欠窬鶆蜻€與流體的狀態(tài)有關(guān)。Ⅳ型是為了滿足把封頭布置于兩側(cè)而設(shè)計(jì)的。Ⅱ型布置是由于在熱交換器端部有三個(gè)以上的封頭，需要把一股流體引導(dǎo)到中間封頭內(nèi)。 根據(jù)各種結(jié)構(gòu)型式的板翅式熱交換器，導(dǎo)流 片可布置成如圖 所示的幾種型式。封頭的作用就是集聚流體，使板束與工藝管道連接起來(lái)。導(dǎo)流片也起保護(hù)較薄的翅片在制造時(shí)不受損壞和避免通道被釬劑堵塞的作用。它的上下面均具有 的斜度，以便在組成板束時(shí)形成縫隙，利于釬劑滲透。如是多孔形，則為 DK，鋸齒形則為 JC，幾何參數(shù)表示法相同。我國(guó)常用的組片有平直、多孔和鋸齒形翅片三種，并用漢語(yǔ)拼音符號(hào)和數(shù)字統(tǒng)一表示翅片的型式與幾何參數(shù)。它是在平直翅片上壓成一定的波形 (如人字形，所以又稱人字形翅片 )，使得流體在彎曲流道中不斷改變流動(dòng)方向，以促進(jìn)流體的湍動(dòng)，分離或破壞熱邊界層。多孔翅片主要用于導(dǎo)流片及流體中夾雜顆粒或相變換熱的場(chǎng)合。它在雷諾數(shù)比較大的范圍內(nèi) (10’一 10‘ )具有比平直翅片高的換熱泵效，但在高雷諾效范圍會(huì)出現(xiàn)吸音和振動(dòng)?？椎呐帕杏虚L(zhǎng)方形、平行四邊形和正三角形二種，我國(guó)目前采用的多孔翅片，孔徑為Φ 2． 1Φ 91． 7，孔距為 6． 5mm、 3． 25mm 正三角形排列。 ③多孔翅片 它是在平直翅片上沖出許多圓孔或方孔而成的 (圖 (c))。在傳熱量相同的條件下，其壓力損失比相應(yīng)的平直翅片小。在壓力損失相同 的條件下，它的傳熱系數(shù)要比平直翅片高 30％以上，故有 “ 高效能翅片 ” 之稱。 ②鋸齒翅片 它可以看作平直翅片被切成許多短小的片段，相互錯(cuò)開(kāi)一定的間隔而形成的間斷式翅片 (圖 (b))。此外，翅片的強(qiáng)度要高于其他類(lèi)型的翅片。這種翅片的主要作用是擴(kuò)大傳熱面，合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 但對(duì)于促進(jìn)流體湍動(dòng)的作用很少。它可 由 薄金屬片滾軋 (或沖壓 )而成。以下介紹其中的幾種常 用型式： 圖 常用翅片類(lèi)型 （ a）平直翅片 （ b）鋸齒式翅片 （ c）多孔翅片 （ d）波紋翅片 ①平直翅片 又稱光滑翅片，是最基本的一種翅片。盡管翅片和隔板材料都很薄，但由此構(gòu)成的單元體的強(qiáng)度很高，能承受較高的壓力。假如設(shè)計(jì)的翅片效率最低為 70％時(shí)，其重量可減少 10％。但是如果沒(méi)有這些基本的翅片就成了無(wú)波紋的最簡(jiǎn)易的平板式熱交換器了。由于翅片傳熱不像隔板那樣直接傳熱，故翅片又有“二次表面”之稱。正常設(shè)計(jì)中，翅片傳熱面積大約為熱交換器總傳熱面積的 67％～ 88％。 圖 不同流型的板束通道 1— 平板； 2— 翅片； 3— 封條； 4— 分配段； 5— 導(dǎo)流片； 6— 封頭； 7— 板束； 8— 封頭； 9— 封頭 圖 板翅式熱交換器 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 9 2)翅片作用和形式 翅片是板翅式熱交換器的最基本元件。一般情況下，從強(qiáng)度、熱絕緣和制造工藝等要求出發(fā)，板束頂部和底部還各留有若干層假翅片層 (又稱強(qiáng)度 層或工藝層 )。將許多個(gè)這樣的單元體根據(jù)流體流動(dòng)方式的布置疊置起來(lái)，釬焊成一體組成板翅式熱交換器的板束或芯體。冷、熱流體在相鄰的基本單元體的流道中流動(dòng)，通過(guò)翅片及與翅片連成一體的隔板進(jìn)行熱交換。其空氣阻力損失與水管為圓管的管片式大致相同。其缺點(diǎn)是在同樣體積下冷卻表面積較小，空氣阻力損失較大。將翅片管用漲管法固定在端板上 ， 整個(gè)加工過(guò)程不用焊接，不存在虛焊和長(zhǎng)期振動(dòng)工作后的脫焊現(xiàn)象。雙金屬管的內(nèi)管用黃銅，外管用鋁。 ② 冷軋翅片管式中冷器 冷軋翅片管是由單金屬管或內(nèi)硬外軟的雙金屬管在專(zhuān)用軋機(jī)上軋制而成。由于水側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)通常是氣側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)的 10 倍以上，因此氣側(cè)的散熱面積應(yīng)為水側(cè)的散熱而積的 10 倍以上。試驗(yàn)表明，橢圓管較圓 管傳熱系數(shù)約高 10%，空氣阻力損失約小 18% ,所以在柴油機(jī)上多采用橢圓管作中冷器的水管。滴形和流線形管雖然空氣阻力較小，但由于工藝性和可靠性較差，目前很少應(yīng)用。水管的排列有叉排和順排兩種，合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 7 水管截而的形狀有圓形、橢圓形、扁管形、滴形和流線形等。 ① 管片式中冷器 管片式中冷器是在許多水管上套上一層層的散熱片，經(jīng)錫釬焊或堆錫焊焊接在一起。 ㈡水冷式中冷器結(jié)構(gòu) 目前普遍使用的水冷式中冷器是采用管片式結(jié)構(gòu)。其缺點(diǎn)是熱氣側(cè)只能是光直的通道，難以采用擾流措施。與板翅式相比，它的主要優(yōu)勢(shì)在熱氣側(cè)。大多數(shù)中冷器都采用鋸齒形翅片。其中鋸齒翅片對(duì)促進(jìn)流體的湍動(dòng)，破壞熱阻邊界十分有效，傳熱系數(shù)比光直翅片高 30176。光直翅片換熱系數(shù)和阻力損失都比較小，只用在對(duì)阻力要求特別嚴(yán)格的場(chǎng)合。兩個(gè)不同方向的翅片分別形成了兩種錯(cuò)流換熱介質(zhì)的通道。 ① 板翅式中冷器 板翅式中冷器的結(jié)構(gòu)是在厚 ～ 的薄金屬板之間，釬焊由厚 ～，兩端以側(cè)限制板封焊。扁管式中冷器在扁管外圍設(shè)有散熱片，增壓空氣在管內(nèi)流動(dòng)，冷卻空氣在管外流動(dòng)，山于熱氣側(cè)換熱而積太小，使中冷器傳熱效率低，應(yīng)用很少。且其尺寸小，在車(chē)上安裝方便，在軍用車(chē)輛上也有應(yīng)用。 ② 用壓縮空氣渦輪驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇 由 壓氣機(jī)分出一小股氣流驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪，用渦輪帶動(dòng)風(fēng)扇冷卻中冷器，由于驅(qū)動(dòng)渦輪的氣流流量有限，渦輪做功較少，風(fēng)扇提供的冷卻風(fēng)量較少，顯然其冷卻效果較差。 ① 用柴油機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇 這種方式適用于汽車(chē)用柴油機(jī)，把中冷器設(shè)置在冷卻水箱前而，用柴油機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇和汽車(chē)行駛時(shí)的迎風(fēng)同時(shí)冷卻中冷器和水箱。這種冷卻方式冷卻效果最好，在內(nèi)燃機(jī)車(chē)用、船用和固定用途柴油機(jī)中普遍應(yīng)用。因此，這種方式只能用于增壓度不大的增壓中冷柴油機(jī)中。柴油機(jī)冷卻水的溫度較高，在低負(fù)荷時(shí)可對(duì)增壓空氣進(jìn)行加熱，有利于提高低負(fù)荷時(shí)的燃燒性能 。 水冷式冷 卻根據(jù)冷卻水系的不同又分以 下 兩種方式。 K) 冷卻介質(zhì)比熱容 Cpa=1002 (J/kg 課題 主要任務(wù)就是 在 6135 柴油機(jī)的廢氣渦輪增壓系統(tǒng)中如何 設(shè)計(jì) 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)，并尋求在拖拉機(jī)上配用廢氣渦輪增壓柴油機(jī)的 增壓中冷器 設(shè)計(jì)成果。 C，約可使柴油機(jī)功率提高 ～ 3％，油耗降低 2～ 3 克／馬力小時(shí) ,排氣溫度降低，柴油機(jī)受熱機(jī)件酌熱狀態(tài)得到改善．渦輪葉片也可在接受的排氣溫度下工作，這使得柴油機(jī)的工作可靠性和經(jīng)濟(jì)性有所提高。 實(shí)踐表明：如使進(jìn)入氣缸前的增壓空氣冷卻，則柴油機(jī)增壓的效果會(huì)更好。 課題的提出和主要任務(wù) 柴油機(jī)氣缸中的空氣密度不僅決定于增壓空氣壓力，而且還與進(jìn)入氣缸的氣溫有關(guān)。 內(nèi)燃機(jī)為人類(lèi)做出了巨大的貢獻(xiàn)，但排放也污染了大氣。 5)增壓中冷技術(shù)正在深入研究。 2)渦 輪增壓器性能有較大幅度改善。CO,HC,NOx 的排放值與未控制前比較：美國(guó)下降 95％、 96％和 90％；日本下降95％、 96%和 92％；歐洲下降 85％和 78％ (HC 十 NOx)。與此同時(shí)，貨車(chē)汽油機(jī)的渦輪增壓器壽命已達(dá) 100萬(wàn) km。 近 10多年來(lái)，隨著直噴和電控技術(shù)的出現(xiàn)，車(chē)用汽油機(jī)性能有了很大提高，合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 3 歐、美、日的發(fā)展趨勢(shì)相同。 與此同時(shí)，人們用外部傳動(dòng)的羅茨鼓風(fēng)機(jī)或離心式壓氣機(jī)等來(lái)提高進(jìn)入氣缸的空氣壓力。 20年代末期，荷蘭 WerksFoor(韋克斯浦爾 )公司成功地制 造了一臺(tái)四沖程、十字頭式、用活塞下部作增壓泵的機(jī)械增壓柴油機(jī)，并將其安裝在安格洛因此．熱交換器相傳熱機(jī)理之間的關(guān)系是互相促進(jìn)、不可分割的。在熱交換器的研究和設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了多年的工作，推動(dòng)了我國(guó)熱交換器的設(shè)計(jì)和改進(jìn)、技術(shù)標(biāo)淮的制訂和推廣。 Fluid Flow Service，簡(jiǎn)稱 HTPS。