冷卻器作為船上的主要換熱設(shè)備對(duì)全船的安全運(yùn)行起到關(guān)鍵的作用。它的結(jié)構(gòu)相對(duì)其他設(shè)備較為簡(jiǎn)單，主要由螺桿、壓板、底座、板片等組成。它廣泛地作為大型艦船主機(jī)缸套水、滑油冷卻器以及中央冷卻器。幾十年來(lái)得到了很大的發(fā)展。各大廠家都將精力放在如何提高板式換熱器的換熱效果上。

       由于冷卻器的板片結(jié)構(gòu)直接影響了換熱器的性能。本文將對(duì)現(xiàn)有的冷卻器的一系列板片參數(shù)對(duì)換熱器性能的影響進(jìn)行探討，以求為進(jìn)一步的研究提供一些借鑒。

    由傳熱系數(shù)的表達(dá)式可知，板片的厚度δ越小，換熱器的傳熱效果越好，冷卻器的標(biāo)準(zhǔn)，提出換熱器的板片厚度在0.6～0.8mm，目前行業(yè)薄的鈦板板片已經(jīng)達(dá)到0.4mm。板片再做薄對(duì)提高換熱效果不會(huì)太明顯，而主要的是為了減少成本，降低材料的消耗，但薄板片在壓制后強(qiáng)度會(huì)相對(duì)減小。

    冷卻器提高k值的主要方法之一是提高板片兩側(cè)換熱介質(zhì)表面的流體擾動(dòng)程度。冷卻器的板片通常加工成人字波紋板。對(duì)于人字形波紋板片，人字角的大小對(duì)傳熱和流體阻力影響很大。人字角大的板片傳熱系數(shù)高、流體阻力亦大；反之人字角小的板片傳熱系數(shù)和阻力都低。120°人字角的波紋傳熱效果好，角度越小或者變大，傳熱效率都會(huì)變低，通常的中央冷卻器與缸套水冷卻器采用120°人字角板片，以達(dá)到大的換熱效果。

    在船用滑油冷卻器中，由于滑油的粘度高于水的粘度，如果全使用120°大夾角的板片會(huì)造成流體阻力大，而60°小夾角板片的傳熱系數(shù)低。因此滑油冷卻器往往使用2種板片混裝的方式，在充分利用允許壓降的情況下，這種稱(chēng)之為換熱混合設(shè)計(jì)，其換熱面積可達(dá)到優(yōu)效果。

    流體在板間流動(dòng)，其流速是不均勻的，在主流線上的流速，約為平均流速的4~5倍，在一個(gè)流程內(nèi)每個(gè)流道的流速也不均勻。為使流體在板間流動(dòng)時(shí)，出于充分湍流狀態(tài)，宜取板間的平均流速0.3～0.8m/s。在阻力降容許的情況下取大值，以提高對(duì)流傳熱膜系數(shù)，從而減小換熱面積，提高換熱效率。通常按照給定的流速選擇出板片恰當(dāng)?shù)膯纹�面積與長(zhǎng)寬比，這樣的選型方法是控制板間流速的關(guān)鍵因素。

結(jié)語(yǔ)

    （1）通過(guò)冷卻器的傳熱模型分析出了影響換熱器傳熱系數(shù)k值的幾個(gè)關(guān)鍵因素：傳熱膜系數(shù)α、板厚δ。而板片的特征長(zhǎng)度與板間的雷諾數(shù)Re決定著傳熱膜系數(shù)α的大小。

    （2）具體分析了目前冷卻器板片（板片厚度、板片夾角和板間流速）的研究方向。

    （3）經(jīng)過(guò)分析,在后續(xù)的工作中還需要依據(jù)傳熱學(xué)和流體力學(xué)的相關(guān)原理對(duì)冷卻器進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。
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