柴油机EGR冷却器的设计，EGR冷却器在EGR冷却系统中发挥着比较重要的作用，由于它工作环境的特殊性，对其要求是比较高的。本文设计的柴油机EGR冷却器采用了管壳式结构如图。该冷却器的外形细长，共27根换热管，单程，冷却水走壳侧，EGR废气走管侧。在废气入口与出口中处设计了一段15mm长的锥形管，有利于气体进入冷却器后在各换热管中均匀分布。经过计算校核，理论上该冷却器基本能满足EGR冷却要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种柴油机的冷却结构，特别是一种柴油机EGR冷却器的设计。
技术介绍
在降低柴油机排放污染的工作中我们可以使用诸如高压喷射、多气门技术、泵喷嘴、EGR、预喷射、电控喷射、De-NOx催化器等技术来精确控制燃烧，降低排放，而我们能够实际应用的技术不是很多，而且各项措施之间存在着相互制约的关系。例如，提前角减小有利于降低NOx，却对油耗和排烟不利；涡流比加大，对燃油混合有利，却会影响进气效率；多孔喷油器使油粒体积更小，却影响其贯穿距离。附图说明图1为EGR系统工作示意图。图2为换热管在管板上的排列方式，左图为正方形式，中图为三角形式，右图为圆形式。图3为流体在换热器中的流动方式，左图为逆流式，中图为顺流式，右图为差流式。具体实施方式EGR冷却器的尺寸规格(1)换热管换热管直径：外径选择10mm，壁厚1mm。管长：预选500mm长的换热管。管子根数：初选27根。(2)管子排列方式管子布局：管子在管板上的排列型式主要有正方形、三角形和同心圆排列(见图2)。管心距：12.5mm。(3)冷却器的流动方式：采用冷热流体逆流的方式，如图3(a)。冷却器结构参数的计算1.由能量守恒算出冷却水出口的温度该EGR冷却器是由外径为10mm，壁厚为1mm的不锈钢管制成的管壳式换热器，钢管错排排列。冷却水在EGR冷却器壳侧流过，进口温度t2′＝90℃。EGR气体的定性温度为进出口截面平均温度的算术平均值，即(400℃+115℃)/2＝257.5℃，流量qm1＝127kg/h，相应的物性参数可由物性表查出：ρ1＝0.683kg/m3，cp1＝0.610KJ/(kg·K)，λ1＝0.0442W/(m·K)，υ1＝39.31×10-6m2/s，Pr1＝0.66，ηf1＝26.2×106(Pa·s)，ηw1＝20.4×106(Pa·s)冷却水为柴油机水套循环水定性温度为94℃，冷却水的循环量为Vb＝1.87×10-4m3/s。qm2＝ρ2·Vb＝963.3kg/m3×1.87×10-4m3/s≈649.8kg/h。相应的物性参数为：ρ2＝963.3kg/m3，cp2＝4.212kJ/(kg·K)，λ2＝6800W/(m·K)，υ2＝0.317×10-6m2/s，Pr2＝1.89，ηf2＝300.2×106(Pa·s)，ηw2＝237.4×106(Pa·s)根据能量守恒，由热平衡式φ＝qm2cp2(t2″-t2′)＝qm1cp1(t1′-t1″)可求出冷却水出口的温度t2″，将各个参数代入后有t2′′=t2′+qm1cp1(t1′-t1′′)qm2cp2]]>2.确定冷却器的平均温差EGR废气的进出口温度分别为t1′＝400℃，t1″＝115℃；冷却水的进出口温度分别为t2′＝90℃，t2″＝100℃，如图4所示。所以ΔtLm=(Δtmax-Δtmin)ln(Δtmax/Δtmin)=(t1′-t2′′)-(t1′′-t2′)ln[(t1′-t2′′)/(t1′′-t2′)]]]>所以经最后计算得整个传热面积上的平均温差Δtm为110.6℃。3.壳侧传热系数的计算冷却器壳程采用单程，无折流板的流通换热形式，冷却水沿管束纵向流过。壳侧的传热系数的计算步骤同管侧传热系数的计算。如下式所示：EGR冷却水在壳体中的流速为：u2=qm2ρ2nAs=649.8kg/3600s963.3kg/m3×12×7.85×10-5m2=0.2m/s]]>EGR冷却水的雷诺数为：Ref2=u2dev2=0.2m/s×0.01m0.317×10-6m2/s=6309]]>因为2200＜Ref2＜10000，所以是过渡状态，管子长度是500mm，努赛尔数Nuf2=0.116(Ref22/3-125)Prf21/3[1+(del)2/3](ηf2ηw2)0.14]]>=0.116×(63092/3-125)×1.891/3×[1+(0.00980.5)2/3]×(300.2237.4)0.14]]>=47.62×1.07×1.03]]>=52.5]]>表面对流传热系数h2h2=Nuf2λ2de=52.5×6800W/(m·K)0.0098m=36428571W/(m2·K)]]>本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.柴油机EGR冷却器的设计，其特征是：冷却器采用了27根换热管同心圆排
列形式，通过冷热流体逆流的方式来降低废气温度，冷却器壳程采用单程，无
折流板的流通换热形式，冷却水沿管束纵向流过。
2.根据权利要求1所述的柴油机EGR冷却器的设计，其特征是：采用了更能
降低NOx排放的冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朝伟，
申请(专利权)人：王朝伟，
类型：发明
国别省市：
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