實驗室用循環(huán)冷卻器的使用規(guī)范

鄭州科達(dá)機(jī)械

　　實驗室用循環(huán)冷卻器長期以來受到循環(huán)水品質(zhì)的影響，循環(huán)水腐蝕、結(jié)垢情況較為嚴(yán)重。為解決循環(huán)水的腐蝕結(jié)垢問題，經(jīng)過實驗室配方篩選試驗工作確認(rèn)通過化學(xué)水處理的方法是可以解決上述技術(shù)問題。根據(jù)配方操作要求，提供本操作規(guī)程僅供造氣分廠造氣循環(huán)水裝置從事水處理工作和管理人員進(jìn)行操作管理使用。
　　實驗室用循環(huán)冷卻器是EGR系統(tǒng)的主要受熱部件，其工作時所受的熱負(fù)荷較高，工作環(huán)境惡劣。在某款柴油機(jī)進(jìn)行耐久試驗時發(fā)生了EGR冷卻器冷卻管的連接板有開裂問題。為了解其裂紋產(chǎn)生的原因，本文以該EGR冷卻器為研究對象，采用流固耦合的數(shù)值模擬分析方法計算得到EGR冷卻器的溫度場，并結(jié)合試驗臺架加以實測驗證；再以此溫度場作為求解熱負(fù)荷的邊界條件，計算得出EGR冷卻器所受到的熱應(yīng)力，并通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)的方法，解決了EGR冷卻器開裂問題。
　　利用Fluent軟件對冷卻器的換熱過程進(jìn)行計算，計算時選擇標(biāo)準(zhǔn)的k-ε湍流模型；采用分離式求解器，其中壓力和速度耦合采用的是SIMPLE算法，動量方程采用一階迎風(fēng)差分方程，能量方程采用二階迎風(fēng)差分方程；本文假定廢氣為空氣，冷卻液為液態(tài)飽和水，固體為不銹鋼材料，忽略重力影響。通過試驗來確定進(jìn)出口的邊界條件，在試驗中設(shè)定柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為2400r/min，EGR率開度為15%，柴油機(jī)功率為43.2kW，并通過溫度、壓力和流量傳感器對其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對EGR冷卻器流場計算時，進(jìn)氣口、進(jìn)水口采用質(zhì)量入口邊界條件，出氣口、出水口采用壓力出口邊界條件。
　　通過仿真計算得到冷卻器的廢氣出口平均溫度為495.15K，與試驗所測得的6組溫度數(shù)據(jù)的對比情況如圖4所示，由圖可知，廢氣出口的溫度變化不大，并且試驗與仿真結(jié)果基本相同，誤差在5%以內(nèi)。因此，此CFD模型可作為流固數(shù)值模擬的基礎(chǔ)。

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