毕业设计（论文）-基于柴油机尾气热量的热管换热器结构设计精选.doc

中国石油大学（北京）现代远程教育 毕 业 设 计（论文） 基于柴油机尾气热量的热管换热器结构设计 姓 名： 学 号： 性 别： 专 业: 机械设计制造及其自动化 批 次： 学习中心：天津学习中心 指导教师： 2015年8月31日 基于柴油机尾气热量的热管换热器结构设计 摘 要 本论文以4115T柴油机为研究对象，对其尾气热量排放规律及其应用进行了试验研究。 通过进行柴油机尾气热量排放规律的试验，得出各工况下尾气热量与柴油机转速、负荷、轴距之间的数学模型，为尾气热量的利用提供了理论依据。 通过对试验结果的分析，得出如下结论：尾气热量随负荷、转速的增大而增大，随轴距的增大而减小。总的来说对尾气热量影响最大的是轴距、其次是转速、再次是负荷。试验结果表明4115T尾气热量的最大值为36.48J/s。说明柴油机尾气热量的利用潜力很大。 所以为了更好地利用柴油尾气需要对现有热管换热器的结构重新设计，以达到能够更好的在柴油机上更好地工作，使柴油机尾气热量能够最大限度的被重新利用。 关键词：柴油机；热管换热器结构设计；尾气热量排放规律 目 录 第一章 前 言 1 1.1 研究的背景及意义 1 1.2 热管换热器的发展及应用 2 第二章 热管换热器 4 2.1 热管换热器的结构及特点 4 2.1.1如管换热器的结构形式 4 2.1.2热管换热器的主要特点 6 2.2 热管换热器特性与其它换热器的比较 7 第三章 柴油机尾气热量的热管换器结构设计 8 3.1 使用柴油尾气热量的热管换器的社会及经济效益分析 8 3.2 热管换热器在增压柴油机中的应用 8 3.3柴油机热管换热器热管的选用 8 3.4柴油机热管换热器热管的排列形式 8 第四章 结 论 9 参考文献 10 致 谢 11 第一章 前 言 1.1 研究的背景及意义 车辆散热系统技术是动力辅助系统的核心技术之一，是动力、传动装置正常工作的重要技术保证。车用换热器（包括水散热器、油冷器和中冷器等）使车辆冷却传热的重要设备，其散热性的好坏直接影响发动机的散热效果及其动力性、经济性和可靠性，乃至正常姓氏和安全行驶问题[]。目前，车辆散热系统向高效，低能耗方向发展，冷却装置有体积变小，结构转化的趋势[]。自20世纪70年代以来，欧洲中档轿车散热系统的重量减少超过50％，接近5～7kg，整车重量减少超过1％，燃油节省达0.1L/100km[]。 在众多换热元件中，热管是人们所知的最有效的换热元件之一，它可将大量热量通过很小的截面积通道远距离传输而无需外加动力，热管作为一种新型的高效传热元件，逐渐被人们所认识，并在各种换热设备中发挥越来越重要的作用。在已有的各种换热设备中，热管换热器的主要优点有：结构简单，换热效率高，在传递相同热量的条件下，热管换热器的金属耗量少于其他类型的换热器；换热流体通过换热器时的压力损失较其他换热器小，因而动力消耗也小；由于冷、热流提示通过热管换热器不同部位换热的，而热管元件有时相互独立的，因此即使有某根热管失效或者损坏也不会对冷、热刘体检的隔离与换热造成大的影响；此外，热管换热器可以方便的调整冷、热侧的换热面积比，从而有效的控制热管壁温，避免有腐蚀性气体的露点腐蚀，即热管换热器较常规换热器更为安全、可靠[]。 1.2热管换热器的发展及应用 热管换热器是一种心形的高效换热装置，具有传热效率高、重量轻、体积小、结构简单、无运动部件、冷流体和热体无相互污染等优点。热管换热器在很多方面都得到了广泛的应用。 在航天飞行技术上的应用 热管是应用航天技术的发展要求而发展起来的，所以首先在航天技术方面得到了许多非常重要的应用。在航天飞行技术方面用于：航天飞行器密闭舱内部仪器设备之间的热均衡、用热管散热器将飞行器密封舱内部的某些仪器发出的热量导向舱外和保障飞行棋壳体材料的散热冷却及均温等。 电子元件和仪器的散热 在影响电力电子元件可靠性的众多因素中，冷却散热是至关重要的一个。电子器件的正常工作温度范围一般为-5～65℃，超过这个温度，元件的性能将显著下降。电力电子元件发热功率大而且体积小，热管散热器满足电子元件散热所要求的紧凑性、可靠性、高散热效率、灵活性和不需维修等条件，对电力电子元件具有很强的适应性，因此，热管散热器在这一领域得到了广泛的应用。热管散热器在电子元件散热方面的主要应用有：密闭壳体中电子器件的散热、计算机CPU的散热和大功率电子元件的散热。 余热回收 工业废气温度往往高达数百摄氏度，采用热管余热回收系统能吉大的提高能源的利用效率，大量节省能源且安全环保。热管换热器在石油化工、建材、轻纺工业、冶金工业和动力工程中座位余热回收装置有广泛的应用。此外，作为高温热能回收的高温热管换热器也是近年来颇有