船用柴油机冷却系统仿真与试验研究

发布时间：2017-11-26 15:29

  本文关键词：船用柴油机冷却系统仿真与试验研究

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【摘要】：为满足市场对大功率高速船用柴油机的需要,拓展企业船舶动力产品功率覆盖范围,在原有6M33陆电机型基础上,进行6M33船用柴油机的开发。船用柴油机因有随行水资源,故采用水空中冷,并将热交换器、中冷器、水泵、膨胀水箱等零部件直接放在发动机本体上,并用外循环水直接冷却增压空气和内循环水,而不是用风扇冷却增压空气和内循环水。因此冷却系统的设计是发动机改型工作的重中之重。本研究基于6M33C发动机整机布置基础,结合整机设计目标,针对6M33C发动机冷却系统的部件如水泵、热交换器、中冷器、节温器等,进行参数校核计算,通过对部件选型、布置设计和匹配的研究,初步设计了整机冷却系统。在初步设计的基础上,本研究对整机冷却系统进行三维建模,采用三维CFD计算的方法,对水腔内冷却水的工作过程进行研究,分析了各缸的流动均匀性,获得了水套内部各点的流量以及压力分布;并通过对计算结果的分析,针对压力损失大、关键区域流速低、流量分配不均等问题,重新设计水泵流量、改善中冷器和热交换器布局,重新布置进出水管路,调整出水口位置等改进方案,改善冷却系统的布置,对整机进行优化设计。进而对优化后的发动机冷却系统进行进一步数值模拟校核,最终确定了整机冷却系统布置方案。对本研究设计改进的6M33C样机进行了系统功能试验及耐久试验。试验结果表明,6M33C柴油机各个关键点温度分布正常,同时各缸流动性均匀,整机进出水温度在满足设计需求,整机冷却性能良好,能够达到预期的设计目标。6M33C冷却系统各个零部件设计符合运行要求,保证了发动机在各种环境下都能可靠工作。本文通过对6M33C的冷却系统的设计、仿真计算及试验研究,总结船用柴油机冷却系统设计的经验,可以为船用柴油机冷却系统优化设计提供一定的参考。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.121

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