【摘 要】
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在“绿色船舶”的大形势下,热气机受到关注。为适应船用热气机大功率的设计趋势,降低船舶噪音和冷却功耗,本文提出热管式冷却器替代传统水冷式冷却器。本文提出了适用于船用
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在“绿色船舶”的大形势下,热气机受到关注。为适应船用热气机大功率的设计趋势,降低船舶噪音和冷却功耗,本文提出热管式冷却器替代传统水冷式冷却器。本文提出了适用于船用热气机的舷外热管式冷却器的设计方案,基于常用热管设计方法与热气机施密特分析方法,给出了相应的设计理论与改进的分析理论。论文以P40发动机为例给出详细设计,并简化算例模型对单根热管式冷却器进行稳定流动和振荡流动数值模拟,分析热管式冷却器的散热状态与效果,并对比两种方法计算结果的异同。最后讨论了转速、热管长度、海水流速对热管式冷却器性能的影响。本文研究结果表明:(1)船用热气机采用热管式冷却器是可行的,热管式冷却器的性能优于水冷式冷却器,且热管式冷却器在热气机中低转速区域性能表现更佳。(2)分析热管式冷却器的周期性传热变化规律和热管传热量时优先采用振荡流动数值模拟结果,在定性分析、温度比较和功率、效率计算时可采用稳定流动数值模拟结果。(3)转速和热管蒸发段长度对热管式冷却器性能影响较大,热管冷凝段长度和海水流速影响很小可忽略。总而言之,本文关于船用热气机热管式冷却器的设计方法与分析方法是行之有效的。
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