柴油发电机组安装机房设计---柴油发动机冷却系统
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柴油发电机组安装机房设计---柴油发动机冷却系统

上一篇我们介绍了柴油发电机组机房设计之通风系统设计,本篇继续介绍柴油发动机冷却系统设计指导书
柴油发动机冷却系统保障了柴油机能安全正常的运作,它的主要作用就是冷却柴油机在工作过程中产生的热量。要了解这些,首先我们就要看看柴油发动机系统的热平衡。
 
40%—作功
 
30-40%—排气
 
20-40%—冷却
 
6-8%—磨擦和幅射
 
经冷却系统带走的热量来自于以下三个部件
1、缸套水回路
2、润滑油冷却器
3、涡轮增压后冷却器
 
主要的冷却回路方式
1、单独的冷却回路(即上述三个冷却系统各组成一个回路)
2、混合式冷却回路 (即上述三个或二个系统组成一个回路
3、 空气对空气后冷却回路(即涡轮增压后的热空气通过风扇的空气冷却)
 
冷却系统的形式
开式冷系统:包括冷却塔顶(不含热交换器),喷雾池和大量的水。(不推荐使用)
闭式冷却系统:包括冷却塔(含热交换器)或风扇式散热器、热交换器、蒸发式冷却器等
 
散热器的分类
 
1、安装于发动机的散热器
 
2、远置式散热器:不要高于发动机水泵17.4 m,以避免过高的压力损坏水泵的密封而产生泄漏
 当超过这一高度时,可使用热交换器或在水循环回路加装过渡水箱(热井)
 立式远置散热器:散热风扇为水平吹出
 卧式远置散热器:散热风扇为向上吹出(须注意防雨水、雪及冰霜)
 
 
 
热交换器:管壳式和板式
 
冷却塔:
当冷却系统需要较低的温度时(如后冷却回路有时需要54℃或32℃),则可以考虑使
用冷却塔,或者需要用河水、湖水冷却等等其它情形。
有开式和闭式冷却塔。
 
 
各个冷却回路的冷却液流量计算:
柴油发动机流量计算公式
Flow (L/min) 冷却液流量
Heat Rejection(kW):冷却回路的散热量
       :冷却回路的温升(出水温度-进水温度)
Density (kg/L):冷却液的密度
Spec. Heat (kw-min/kg℃):冷却液的比热
 
冷却液密度和比热值
发动机冷却液密度和比热值
 
 
保持冷却液流速以达到最佳热传递效果, 并且不会腐蚀到系统。
 
一般水套水回路的流速在0.6~2.5米/秒
柴油发动机水流最高速度
 
在进行冷却系统设计时,请确保水循环回路的外部管道阻力不超过循环水泵的所能承受的最大允许值,外部阻力计算可向专业的工程师咨询或参考以下的图表计算。
 
外部管道阻力和以下因素有关系:
 
水的流速、管道直径、连接件及阀门的类别和数量等
冷却液管道阻力计算
1、根据图(Conversion Chart) 计算管道内所有阀门、弯管等的有效长度再加上直管的长度得到总
 的有效长度(FT)
2、根据下图的冷却液流量(GPM, 加仑/Min)A与管道内径(Inch)B的延长线得到C点(流速FPS
 英尺/秒)和参考点D,连接冷却液的密度E和D的延长线得到F点,即每100FT的压力降PSI值
3、管道总的有效长度乘以F点的值即为总的压力损失。

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