【正文】 行工況要求可將流體布置成逆流、順流、錯流、錯逆流 (或稱多程流 )等多種形式。其中，逆流 2型 (圖 、中兩圖 )為兩種流體的逆流布置，而 3型 (下圖 )為多達五種流體的逆流布置。 ②順流 如圖 所示，這種流動形式應用較少，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。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。 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。在石化、氣體分離設備中被大量地采用。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。 2． 3 增壓中冷器采用板翅式結構的優(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。據(jù)資料介紹，空氣強迫對流換熱時換熱系數(shù)可達 35～ 350 W／ (m178?！?)，油強迫對疏時可達 115～ 1745W／ (m178?！?)，水沸騰時可達 1745～ 35000 W／ (m178?！?)。單位體積的傳熱面積通常比管殼式熱交換器大 5 倍以上，最大可達幾十倍。／ m179。／ m179。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。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％ .由于結構緊湊、體積小、又因采用全鋁結構，所以重量輕，故成本大為降低。在深度冷凍技術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。由于不能拆卸，一 但 結垢，清洗就很困難。所以，它適用于換熱介質(zhì)干凈、對鋁不腐蝕、不易結垢、不易沉積、不易堵塞的場合。 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 15 第三章 中冷器的設計計算 中冷器的設計計算一般是根據(jù)使用要求 ,對于已設計好的中冷器進行校核計算 ， 如不能滿足要求 ,則重新進行設計 。 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 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 K) （同上） 合肥工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 16 3． 2 幾何結構尺寸 確定和計算 : 查 閱文獻 [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 [1]和 文獻 [2]中 查表求取冷卻 空氣 的以下參數(shù) : 密 度 ρ a=(kg/m3) 導熱系數(shù) λ a= 102(W/m 273] = 102 (W/m Cpb ( 102)= (313) 計算冷卻 空氣 側的對流換熱系數(shù) 冷卻 空氣 的流速 : Ca=qma? (Fa = (m/s) (314) 冷卻 空氣 通道當量直徑 : Da=4 wF w?? =4 247。D a? ν a=?247。 λ a? Da= 102247。 K) (318) 計算增壓空氣側對流換熱系數(shù) 增壓空氣通道當量直徑 : Db=2xy? (x+y)=4 247。ρ b)=247。 Db? ν b= 247。λ b? Db=5 102247。 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 K/W) 冷卻 空氣 側污垢熱阻 : 風冷可取 : r2=0 K/W) 散熱片焊接處接觸熱阻 r3=0 K/W) 導熱熱阻 r4=(Ab? Aa) ) (247。 K/W) 式中 :δ為冷熱兩側間壁厚度，λ為材料導熱系數(shù) 中冷器的傳熱系數(shù) 1? K=1? hb+r1+r2+r3+r4+(1? ha) 8+++1247。 K/W) K= (W/m2 ln(247。Δ Tn） =247。 = 310? (327) 傳熱單元數(shù) NTU=(K ( 310 )= 310? (328) 效率 板翅式兩側的流體均不混合 ,效率為 ε =1e(1/c) NTU)=1e(1247。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(shù) 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(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(shù)據(jù)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。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。 內(nèi)燃機原理 北京 :中國農(nóng)業(yè)機械出版社 ,1981 [7] 西安交通大學內(nèi)燃機設計〔 M〕柴油機中冷器結構與設計 。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。 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。衷心感謝所有傳授給我 知識、關心過我、幫助過我的師