x6105bc15型柴油机润滑油冷却器的设计【字数:9379】
1Abstract 21.绪论 31.1课题研究目的和意义 31.2 润滑油冷却器的国内外研究状况 41.3 本课题研究内容 52.润滑油冷却器选型及设计思路 72.1 设计参数 72.2 润滑油冷却器选型原型 72.3 润滑油冷却器的设计思路 73.润滑油冷却器的热力学设计 103.1 计算总传热系数 113.2核算传热系数 133.3 核算压力降 144.润滑油冷却器的结构设计以及强度校核 164.1壳体设计 164.2 封头设计 164.3 管板设计 174.4 换热管设计 184.5 接管设计 194.6 壳体与管板、管板与法兰以及换热管的连接设计 195.水压试验要求 205.1 试验基本原则 205.2 试验步骤 206.全文结论 21参考文献 22致谢 2 3本设计说明书是柴油机的润滑油冷却器设计方案。本柴油机冷却器使用管壳式换热器,冷却水作为冷凝剂,进行润滑油冷却。它由壳体、封头、鞍座、接管、换热管、管板等构成。管壳式换热器的优点是结构简单,质量轻,排管紧凑。本设计采用单壳程,单管程形式。本设计说明书以X6105BC-15型柴油机为设计对象,计算出柴油机润滑油的热负荷,润滑油和冷却液对流温差,估算出传热面积,估出传热管材料和长度。再通过计算阻力降,核算压力降,选取合理的参数,确定设计最终数据。通过查阅文献资料,确定工艺设计,还给出了水压试验要求,同时进行了相关校核。最后进行设计和图纸绘制,最后完成装配图和零件图。一个良好的润滑油冷却器可以保证润滑油处于额定合适的温度内工作,能提高润滑油和发动机各零部件工作寿命,使整个设备一直处于良好运行状态。
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Abstract
This design specification is a lubricant cooler design for diesel engines. The diesel engine cooler uses a shellandtube heat exchanger, and the cooling water acts as a condensing agent to cool the lubricating oil. It consists of a casing, a head, a saddle, a nozzle, a heat exc *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
hange tube, a tube sheet, and the like. The advantages of the shellandtube heat exchanger are simple structure, light weight and compact tube. This design uses a single shell, single tube form.
This design specification uses the X6105BC15 diesel engine as the design object, calculates the thermal load of the diesel engine lubricating oil, the convection temperature difference between the lubricating oil and the coolant, estimates the heat transfer area, and estimates the heat transfer tube material and length. Then calculate the resistance drop, calculate the pressure drop, select reasonable parameters, and determine the final data of the design. The process design was determined by consulting the literature, and the hydraulic test requirements were also given, and relevant checks were carried out. Finally, the design and drawing are completed, and the assembly drawing and the part drawing are completed.
A good lubricating oil cooler can ensure that the lubricating oil is working at the rated temperature, which can improve the working life of the lubricating oil and engine parts, so that the whole equipment is always in good working condition.
Key words: cooling system, lubricant cooler, heat exchanger, thermal calculation, CAD
1.绪论
1.1课题研究目的和意义
设备工作期间容易产生高温,此时应该加装冷却系统保证机器的良好运转。在冷却系统中,冷却润滑油的设备叫做润滑油冷却器。它的工作是将某一种流体的热量以某些方式传递给别的流体。在工程中,我们把这种在过程称为热交换。在一个机器中,至少两种不同温度的流体在进行热交换。一种流体是温度比较高的一方,它把热量散发出去;另外一种流体温度比较低,它负责把前者散发出来的热量吸收掉。
发动机工作时,会产生高温,高温会使发动机润滑油的温度也随之升高,此时润滑油的黏度会降低,容易造成润滑油消耗变快。因此,为了不让润滑油损耗过快,大部分发动机会加装润滑油冷却器。润滑油冷却器的作用是将高温的润滑油通过热交换把多余的热量散发出去,防止润滑油因为长时间处于高温状态而降低性能,同时也保证发动机的良好运行状态。
冷却系统不光要负责吸收机器工作所带来的多余的热量,还需要及时把这些不必要的热量消散掉。这样才能保证发动机安全工作状态。根据冷却介质不同,冷却系统有风冷和水冷两种不同的系统。通过将发动机中的部件的高温热量直接交换到大气中来冷却的装置被称为空气冷却系统。先把多余的热量传递给水流体,再由水流体传递热量到空气中的装置是水冷系统。 大多数汽车发动机选择了水冷系统,因为水冷却相对来说比较均匀,不会出来小部分冷却不到的情况,并且噪音小,冷却性能好。水冷系统由水泵,补偿水桶水冷部分;以及散热器,恒温器,冷却风扇,还有其他附件组成。
1.2 润滑油冷却器的国内外研究状况
目前,一些国际传热会议,国内学术研讨会(如中国工程热物理学会和相关部门的学术研讨会,相关行业的学术研讨会)都有固定数量的润滑油冷却器讨论主题。 在润滑油冷却器研究的学术会议已经在中国举办了很多次,这反映了对传热和换热设备的研究已经得到了广泛的关注,学术界和工程界的事实。
我国对润滑油冷却器的研究起步相对来说晚一些,直到20世纪末期,我国对高效润滑油冷却器的研究日益提高,制造出了诸如板壳式润滑油冷却器、折流杆式等的高效率冷却器。现在市场上渐渐出现管片式、管带式、翅片式的润滑油冷却器。
但随着内燃机技术的不断发展,提高传热管的效率,不断提高压缩比,不断提高燃效效率。在润滑油冷却器结构的改良和完善过程中,润滑油冷却器的材料研发也有很大进展。铜是一种导热性能良好,成本低廉,耐腐蚀,耐高温,容易加工的有色金属,是润滑油冷却器换热管的首选材料。为了得到更好的性能,人们一直对换热铜管做了很多改良和完善,为了得到更好地换热效率,开始使用铜合金。换热管的壁厚越来越小,最薄的地方仅仅0.025mm。
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Abstract
This design specification is a lubricant cooler design for diesel engines. The diesel engine cooler uses a shellandtube heat exchanger, and the cooling water acts as a condensing agent to cool the lubricating oil. It consists of a casing, a head, a saddle, a nozzle, a heat exc *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
hange tube, a tube sheet, and the like. The advantages of the shellandtube heat exchanger are simple structure, light weight and compact tube. This design uses a single shell, single tube form.
This design specification uses the X6105BC15 diesel engine as the design object, calculates the thermal load of the diesel engine lubricating oil, the convection temperature difference between the lubricating oil and the coolant, estimates the heat transfer area, and estimates the heat transfer tube material and length. Then calculate the resistance drop, calculate the pressure drop, select reasonable parameters, and determine the final data of the design. The process design was determined by consulting the literature, and the hydraulic test requirements were also given, and relevant checks were carried out. Finally, the design and drawing are completed, and the assembly drawing and the part drawing are completed.
A good lubricating oil cooler can ensure that the lubricating oil is working at the rated temperature, which can improve the working life of the lubricating oil and engine parts, so that the whole equipment is always in good working condition.
Key words: cooling system, lubricant cooler, heat exchanger, thermal calculation, CAD
1.绪论
1.1课题研究目的和意义
设备工作期间容易产生高温,此时应该加装冷却系统保证机器的良好运转。在冷却系统中,冷却润滑油的设备叫做润滑油冷却器。它的工作是将某一种流体的热量以某些方式传递给别的流体。在工程中,我们把这种在过程称为热交换。在一个机器中,至少两种不同温度的流体在进行热交换。一种流体是温度比较高的一方,它把热量散发出去;另外一种流体温度比较低,它负责把前者散发出来的热量吸收掉。
发动机工作时,会产生高温,高温会使发动机润滑油的温度也随之升高,此时润滑油的黏度会降低,容易造成润滑油消耗变快。因此,为了不让润滑油损耗过快,大部分发动机会加装润滑油冷却器。润滑油冷却器的作用是将高温的润滑油通过热交换把多余的热量散发出去,防止润滑油因为长时间处于高温状态而降低性能,同时也保证发动机的良好运行状态。
冷却系统不光要负责吸收机器工作所带来的多余的热量,还需要及时把这些不必要的热量消散掉。这样才能保证发动机安全工作状态。根据冷却介质不同,冷却系统有风冷和水冷两种不同的系统。通过将发动机中的部件的高温热量直接交换到大气中来冷却的装置被称为空气冷却系统。先把多余的热量传递给水流体,再由水流体传递热量到空气中的装置是水冷系统。 大多数汽车发动机选择了水冷系统,因为水冷却相对来说比较均匀,不会出来小部分冷却不到的情况,并且噪音小,冷却性能好。水冷系统由水泵,补偿水桶水冷部分;以及散热器,恒温器,冷却风扇,还有其他附件组成。
1.2 润滑油冷却器的国内外研究状况
目前,一些国际传热会议,国内学术研讨会(如中国工程热物理学会和相关部门的学术研讨会,相关行业的学术研讨会)都有固定数量的润滑油冷却器讨论主题。 在润滑油冷却器研究的学术会议已经在中国举办了很多次,这反映了对传热和换热设备的研究已经得到了广泛的关注,学术界和工程界的事实。
我国对润滑油冷却器的研究起步相对来说晚一些,直到20世纪末期,我国对高效润滑油冷却器的研究日益提高,制造出了诸如板壳式润滑油冷却器、折流杆式等的高效率冷却器。现在市场上渐渐出现管片式、管带式、翅片式的润滑油冷却器。
但随着内燃机技术的不断发展,提高传热管的效率,不断提高压缩比,不断提高燃效效率。在润滑油冷却器结构的改良和完善过程中,润滑油冷却器的材料研发也有很大进展。铜是一种导热性能良好,成本低廉,耐腐蚀,耐高温,容易加工的有色金属,是润滑油冷却器换热管的首选材料。为了得到更好的性能,人们一直对换热铜管做了很多改良和完善,为了得到更好地换热效率,开始使用铜合金。换热管的壁厚越来越小,最薄的地方仅仅0.025mm。
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