實驗室用循環(huán)冷卻器的使用規(guī)范

鄭州科達機械

　　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通過化學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荷較高，工作環(huán)境惡劣。在某款柴油機進行耐久試驗時發(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行計算，計算時選擇標準的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差分方程，能量方程采用二階迎風差分方程；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。通過試驗來確定進出口的邊界條件，在試驗中設(shè)定柴油機轉(zhuǎn)速為2400r/min，EGR率開度為15%，柴油機功率為43.2kW，并通過溫度、壓力和流量傳感器對其進行數(shù)據(jù)采集。對EGR冷卻器流場計算時，進氣口、進水口采用質(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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