内燃机车冷却系统 毕业论文

摘要

随着内燃机车向单机大功率方向不断发展，要求机车冷却系统散逸的热量越来越大，其性能直接影响机车的经济性和可靠性。由于受机车轴重和结构空间尺寸的限制，冷却系统设计和冷却装置结构布置与机车总体布置之间遇到了较大的技术难题。散热器数量的增加，使得冷却系统流程数也相应增大，导致机车冷却系统通水阻力和水系统压力都大幅度提高。传统的冷却系统形式和散热器结构难以满足大功率机车的发展要求。在常规冷却系统设计方法的基础上，研究提出了多流程散热器。该多流程冷却系统具有冷却效率高、结构简单、水泵消耗的辅助功率小及冷却系统部件工作可靠性高等优点。本文分别介绍了机车冷却系统及其作用、现有的几种冷却技术以及对多流程散热器进行了研究及分析计算，并将三流程散热器与单流程散热器进行了试验比较。本课题针对CKD9型内燃机车冷却系统的设计要求，提出一种新型的多流程散热器结构方案。该方案有效利用散热器冷却水与冷却空气的温差，达到提高散热量的目的。

关键词：内燃机车；冷却系统；散热器；流程；对比；

ABSTRACT

With the development of diesel locomotive to single high-power,the displacement of

motorcycle cooling system has been needed much larger.Its quality affects the economy and reliability of locomotive directly.Because of the locomotive axle weight and constraints of space size, there are many technical problems between cooling system design and cooling system device and the whole arrangement of lecomotive.With the increase of the number of radiators,the quantity of flow has increased ,which made the water-resistance of cooling system and the pressure of water system to a great extent.Traditional form of the cooling system and structure of radiators cannot meet requirements of the development of

high-power locomotives. On basis of conventional method of making cooling system, we make multi-process radiators. These multi-process radiators have advantages of high

efficiency of cooling, simple structures, little power of water pump and high reliability of cooling system. This text introduced the cooling system and function of locomotives,several existing cooling technologies and analysis and calculation of multi-process radiators

respectively and make a tested comparison between tri-flow radiators and single-flow

radiators.According to the requests of designing a cooling system of CKD9 diesel locomotive, we come up with a stuctural program of multi-flow radiators.This program use the

temperature difference between cooling water and cooling air effectively to get the target of increasing displacement of heat.

Key words:diesel locomotive;cooling system;radiator;flow;contrast;

目 录

第一章 绪 论 ................................................................................................................................................. 4

第二章 机车冷却系统 ................................................................................................................................... 6

2.1 冷却系统的作用 .................................................................................................................................. 6

2.2 冷却系统的分类 .................................................................................................................................. 7

2.3 冷却系统的主要部件 ......................................................................................................................... 7

2.3.1 散热器 ................................................................................................................................................ 7

2.3.2 油水热交换器 .................................................................................................................................. 7

2.3.3 冷却风扇 ............................................................................................................................................ 7 本章小结 ......................................................................................................................................................... 7

第三章 冷却系统设计 ................................................................................................................................... 8

3.1 现有的几种冷却技术 ........................................................................................................................ 9

3.1.1 常规冷却技术 .................................................................................................................................. 9

3.1.2 双流道散热冷却技术.................................................................................................................... 9

3.1.3 高温冷却技术 ................................................................................................................................ 10

3.1.4干式冷却技术................................................................................................................................. 10 本章小节 ....................................................................................................................................................... 11

第四章 多流程散热器的研究 ................................................................................................................... 11

4.1 结构方案的提出 ................................................................................................................................ 11

4.2 新的冷却系统设计方法 .................................................................................................................. 14

4.3通水阻力分析及冲刷腐蚀 ............................................................................................................. 15 本章小节 ....................................................................................................................................................... 16

第五章 CKD9型内燃机车用三流程散热器设计 ........................................ 错误！未定义书签。

5.1 冷却系统设计要求 .................................................................................... 错误！未定义书签。

5.2 冷却系统方案选择 .................................................................................... 错误！未定义书签。

5.3 三流程散热器结构设计 ........................................................................... 错误！未定义书签。

5.4 冷却系统的设计计算 .............................................................................. 错误！未定义书签。 本章小结 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。 结 论 ......................................................................................................................... 错误！未定义书签。 谢 辞 .................................................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 .................................................................................................................... 错误！未定义书签。

第一章 绪 论

冷却系统是内燃机车的一个重要组成部分，它对保证内燃机车的正常可靠工作具有重要作用。不仅如此，随着高速、重载大功率内燃机车的发展，冷却系统还对提高机车运行的经济性具有重要意义。

对内燃机车冷却系统，尤其是对单节大功率内燃机车的冷却装置，应从结构、能耗、工艺和运营各方面提出如下要求：

（1）冷却装置的结构紧凑、尺寸小、质量轻、符合系列化要求；

（2）在冷却室中，布置合理，便于安装、拆卸、监测和其他设备的布置以及乘务人员行走方便；

（3）制造维修工艺性好，使用方便，成本低；

（4）尽量采用普通金属及非金属材料，降低有色金属消耗量；

（5）在内燃机车运行的各种气候条件下，冷却装置应保证柴油机、牵引电动机以及冷却系统中其他部件在正常热负荷状态下可靠的工作；

（6）冷却装置能使柴油机在正常水温下工作，以便使平均实际燃油消耗率和冷却风扇消耗的功率达到最低限度；

（7）对内燃机车牵引电动机的冷却系统，应考虑以下各点：应用集中或成组的空气滤清和通风系统；牵引电动机的冷却风量可随负荷及气温变化得到调节；采用带自动调风装置的高效能通风机；采用空气滤清装置确保空气的清洁度和降低通风阻力；

（8）散热器的空气进气装置应具备良好的空气动力学性能和合理的结构形式；

（9）充分利用车架间的空间，设置牵引电动机的强力通风道；

（10）使散热器免受柴油机排出废气的污染；

（11）采用空气动力学性能及传热性能良好，并易4于在车体上布置的高效散热器；

（12）在保持性能稳定的条件下有高的运用可靠性和使用寿命 [1]。

上述所有特点均符合下述主要经济要求：冷却系统的制造和运用费用应降到最低程度。因此，就必须对结构、动力、工艺和运用等各种因素对冷却系统的制造和运用有关的费用的影响进行技术经济分析，以便确定研制内燃机车冷却装置时的进一步的研究任务和方向。

目前，国产内燃机车的冷却水系统一般分为高温系统和低温系统。冷却装置通常采用多组、模块化、相互之间可互换的单流程散热器结构形式。这种结构形式的突出优点是通用性强、互换性好、检修方便。对于不同功率等级、不同应用环境和不同技术要求的内燃机车，一般都可以通过增减散热器数量来满足其冷却能力要求。该冷却系统的缺点是散热器的冷却效率不高、机车水系统阻力大、工作压力高和系统可靠性差。

随着内燃机车功率的不断提高，要求机车冷却系统散逸的热量越来越大。由于受机车

结构空间和轴重的限制，单纯依靠增加散热器数量的方法已经无法满足机车的冷却能力要求，因此，需要对机车冷却系统的结构和散热器的性能提出更高的要求，使冷却装置具有高性能、轻量化和高可靠性。

本文提出的多流程散热器，就是在常规冷却系统设计方法的基础上，在散热器内部进行有效分割来实现其结构设计。并且在大幅度地降低散热器通水阻力和水系统压力时，通过合理地布置多流程散热器的冷却水流向，增大冷却水与冷却空气的平均对数温差，提高散热器的传热性能。

第二章 机车冷却系统

2.1 冷却系统的作用

柴油机的冷却系统本身即是用外界空气冷却柴油机水、机油、增压空气的冷却装置的综合体，它包括表面式热交换器(散热器)、风扇装置、空气通道、百叶窗以及由散热器组、中问换热器(用于冷却柴油机的机油和增压空气)、循环泵和管路组成的水、机油循环系统。其作用如下：

1. 冷却对柴油机功率的影响。柴油机工作时，燃料所含热量的一部分（40%左右）转变为有效功，20%-30%的热量需由冷却装置散发到大气中去。随着柴油机功率的增大，要求冷却装置散出的热量也要相应的增加。所以，大功率柴油机的冷却问题就显得十分突出。 另外冷却水温度过低，柴油机功率也会下降。这是由于油水温度过低将导致油的粘度增大，摩擦损失随之加大。同时，冷却水带走的热量也增多，结果造成有效功率下降。总之，柴油机冷却水和机油的温度均应保持在正常的范围内，柴油机方能正常可靠地工作。

2.增压空气冷却的必要性。柴油机增压空气的温度对其经济性及可靠性影响极大。在柴油机零部件热强度保持一定的条件下，为增大柴油机功率，或者在柴油机功率保持不变的条件下，为减小柴油机零部件的热强度及降低燃料消耗，均广泛采用增压空气冷却这一有效措施。目前，世界各国普遍采用高增压来提高柴油机单缸功率。四冲程高增压柴油机的平均有效压力都在2-2.3MPa左右。一般说来，增压空气温度每降低10℃，柴油机功率将提高2%-3%。

3.冷却对液力传动工作油的影响。在液力传动装置工作过程中，各种损失的热量使工作油温上升，如果工作油得不到及时冷却，则油温很快会超出允许范围（110℃）。输入液力传动装置的功率越大，产生的热量越多，对冷却装置的散热要求也越高。如果冷却装置的冷却能力不足，则传动装置的输入功率也必然要受到工作油允许温升的限制。

具有液力制动的内燃机车，工作油的液能在定子中被消耗而转变成热能，使油温上升，然后在油水热交换器中得到冷却，使油温保持在规定的范围内，完成将列车的动能转变成热量，再由散热器散发到大气中去。如果冷却装置的冷却能力不足，则油温必将逐渐上升，直到超出允许范围。所以，液力制动功率的大小也受着冷却装置冷却能力的限制。

4.冷却对电力传动装置工作的影响。在电力传动内燃机车上，各种交直流电机、整流装置的功率和尺寸都是由持续电流和最大电压来决定的。持续电流的大小受电机绕组、整流元件的允许温度的限制。大功率电机、电器一般都要用专门的通风装置来冷却，以保持在允许的温度下工作[2]。

2.2 冷却系统的分类

内燃机车冷却系统，就其冷却方式的不同，大体可分为通风冷却系统、柴油机水冷却系统、增压空气冷却系统及各类油（机油、液力传动工作油等）的冷却系统。除通风系统与空气有关外，其余各系统均与水有联系。因此，亦可将其余各系统统统归于水冷却系统内。所以，内燃机的冷却系统可概括为通风冷却系统和水冷却系统两类[3]。

1、通风冷却系统：专为冷却牵引电动机和电器而设置的。该系统由通风机、进排风道以及空气滤清装置等组成。按通风系统的结构特征可做以下各种分类。

（1）按通风机的布置分类：自通风式、独立通风式。

（2）按通风空气进口位置分类：车内进气式、车外进气式。

（3）按通风系统的供风方式分类：单独式、集中式、混合式。

2、水冷却系统：包括散热器、中冷器、各类油水热交换器、水泵、膨胀水箱、冷却风扇、热风机管路及仪表等。除保证柴油机及液力传动装置得到必要的冷却外，在冬季要给柴油机及系统中各种件预热，并给司机室提供取暖条件。按水冷却系统结构特征分类。

（1）按循环水路分：独立循环水路系统、单循环水路系统和双循环水路系统。

（2）按水温调节系统分：不可调节式、有限调节式和自动调节式。

（3）按水系统的封闭性分：开式、闭式。

2.3 冷却系统的主要部件

2.3.1 散热器

散热器是内燃机车重要部件之一。他用来冷却柴油机的冷却水及机油，液力传动油的冷却水。散热器应保证水及其他被冷却介质的温度维持在一定范围内，以使柴油机及其他装置无论外界气温条件如何均能正常工作[4]。

散热器在内燃机车上使用有许多不同的结构形式：例如：管片式、强化管片式、管带式、板翅式（铝）和双流道散热器等。

2.3.2 油水热交换器

为了保持柴油机机油的正常工作温度，在内燃机车上采用油水热交换器，用冷却水将机油冷却。在液力传动内燃机车上，也用水来冷却传动工作油。

2.3.3 冷却风扇

本章小结

本章主要阐述了机车冷却系统的作用、组成和主要部件。让人们对机车冷却系统的功

用和在机车中的重要作用有较为初步的了解，机车冷却系统是机车柴油机发挥大功率的重要保证。因此，机车冷却系统的研究就显的十分重要。

第三章

冷却系统设计

3.1 现有的几种冷却技术

近年来，国内外对内燃机车冷却技术的研究有了很大发展，并取得很大成效。，诸如双流道散热器冷却技术、散热器干式冷却系统以及高温冷却等[5]。现将几种冷却技术列举如下：

3.1.1 常规冷却技术

在进行机车冷却系统设计时，为了使通过散热器内的冷却水流速保持在一个合理的范围内，通常是将整台机车的散热器按不同的机车冷却水回路、不同的流程数，通过集流管和中间管路串联或并联的连接方式，将机车的冷却系统分割成多个水流程。随着柴油机功率的不断提升及冷却装置散热器数量的增加，使得冷却系统流程数也相应增大，尤其在低温冷却水系统中，流程数的增大更为明显。以DF4D和DFll型机车为例，这两种机车的低温冷却系统都是采用4个水流程。冷却系统流程数的增大，导致了机车冷却系统通水阻力和水系统压力都大幅度提高。水泵出口压力的提高，既增加了机车水泵的辅助功率消耗，又降低了冷却系统相关零部件工作的可靠性；此外，随着流程数的增大，通过散热器的水温度会越来越低，冷却水与冷却空气之间的温差也变得越来越小，因此，散热器所散逸的热量是逐级减少的，冷却效率是逐级降低的。这样就使得机车冷却装置的设计难度加大。

3.1.2 双流道散热冷却技术

双流道散热冷却技术，所谓双流道散热器，就是在一个散热器内设有两个相对独立的水腔，即低温水腔和高温水腔。低温水腔布置在迎风侧，高温水腔布置在背风侧。低温冷却水和高温冷却水是由同一股冷却空气进行先后冷却的。根据散热器传热机理，散热器的散热量Q是由传热系数K，散热面积F和两流体的平均温差Δt决定的其关系式为：

Q=K·F·Δt

提高散热量Q，可以提高传热系数K，增大散热面积F和提高平均对数温差Δt。采取有效措施大幅度提高散热片空气侧的放热系数是提高散热器传热系数的关键。就目前散热翅片的研究水平，空气侧的放热系数已经达到了较高水平。增大散热面积F就要增大翅片距和翅片深度，但是翅片距和翅片深度有一个最佳应用范围，不可随意减小或增大。至于增加散热片节数量，也要受机车结构尺寸和重量限制。就内燃机车冷却系统而言，高低温系统的水温和外界空气温度分别由柴油机和机车运用工况决定。所以散热器冷却水与对数温差Δt基本确定。随着散热器深度的增加，越往散热器里侧，冷却水与冷却空气温差越小，冷却空气通过散热器的路程越大则传递的热量越少。由于双流道散热器将高温水腔布置在背风侧，从而有效地提高了散热器里侧冷却水与冷却空气的温差，提高了散热器里侧的热量传递，使整个散热器的冷却能力得到充分利用，这就是双流道散热器提高冷却能力的机

理[6]。

3.1.3 高温冷却技术

高温冷却技术，所谓高温冷却是通过提高柴油机冷却介质（冷却水或机油）的温度，来增加冷却介质与外界空气之间的温差，使之提高机车冷却装置的散热能力，同时，由于冷却介质与汽缸温度缩小，减少的柴油机的热损失，提高了柴油机的经济性。目前，国内机车常见的冷却水温度一般不超过88℃。据有关实验证实，柴油机经常在过冷状态（冷却水温度在40~50℃）下运转时，其零件磨损比在一般的正常工作温度（80~90℃）下运转时大好几倍，从减少汽缸的腐蚀性，磨损和提高燃料经济性角度来看，柴油机的最佳水温应在120~140℃左右，这样能降低机械损失，节约燃料，改善部分负载是燃烧性能，提高效率。同时，由于冷却水温度的提高，在空气质量流量，温度，散热器结构等相同条件下，通过散热器散出的热量大大增加。传统机车冷却系统的膨胀水箱是通大气的，称为半开式循环系统。由于在一个大气压下海拔超过3000m时，水温在88℃就会沸腾。因此，许多现代机车都将冷却水系统设计成封闭系统，通过采用系统加压的方法来提升冷却水的沸点。根据计算，在一个标准大气压下，系统加压0.05MPa，水的沸点为112℃，若机车在海拔3000m的高度运行时，加压0.05MPa侧水的沸点为105℃。因此，加压有利于高温冷却技术。 综上所述就是高温冷却技术的提高冷却能力的机理。

3.1.4干式冷却技术

干式冷却：所谓干式冷却就是在机车柴油机和冷却水温度比较低时，冷却水不进入散热器而全部回到特设的水箱中，或贮存在柴油机的水腔和低位置冷却系统的管路中。当冷却水温度上升到设定的温度时冷却水进入散热器。干式冷却系统仍分高低温两个独立的冷却水循环，以适当提高冷却水温度，进而提高系统散热能力。干式冷却水系统的特点：

（1） 具有有效的防寒能力。由于柴油机不工作或油、水温度较低时散热器中没有冷却水，

因而能较有效地防止散热器的冻裂和冷却水冻结，使柴油机冷却水温度始终保持在适当范围之内。

（2） 冷却风扇采用压风式布置。与吸气式相比，压风式布置的冷却风扇所吸入的空气温

度低，密度大。在相同的容积流下，较吸入风式有更大的空气质量流速，因而同样的散热量所消耗的功率少。

（3） 干式冷却水系统一般为加压冷却，这样可以提高海拔地区的冷却水沸点。既有利与

柴油机和冷却系统的工作，又减少冷却水的消耗。

（4） 由于散热器呈八字形置于辅间上方，因此下方有较大的空间可以布置其他部件，有

利于机车的总体设计和辅助系统传动的采用。

（5） 冷却风扇采用辅助交流变极电动机驱动，与传统的静液压，偶合器驱动相比装置更

简单，工作更方便，而且不受高寒气候影响[7]。

本章小节

本章主要阐述了几种常用的冷却技术，并对几种冷却技术的基本工作原理以及相关的作用作了较为简单的阐述。根据各个冷却技术的相关原理，列举了各种冷却技术的优点，上述几种冷却技术都在实际运用中得到了较好的效果。

1)

多流程散热器的研究

4.1 结构方案的提出

随着内燃机车功率的不断提高，要求机车冷却系统散逸的热量越来越大。由于受机车结构空间和轴重的限制，单纯依靠增加散热器数量的方法已经无法满足机车的冷却能力要求，因此，需要对机车冷却系统的结构和散热器的性能提出更高的要求，使冷却装置具有

高性能、轻量化和高可靠性。为适应目前机车市场的使用需求，在现有内燃机车冷却技术和散热器制造技术的基础上，进一步提高机车冷却系统的冷却能力、提高系统工作可靠性和降低能源消耗方面在进行跟详细地研究，从而提出了机车多流程散热器的结构方案的设想。

提高散热器的冷却能力，主要是通过增加散热器的传热面积、提高散热器的传热系数和提高散热器冷却介质的平均对数温差来实现的。本文提出的多流程散热器，就是通过将散热器沿深度方向（冷却空气的流动方向）分隔成有顺序的、相互独立的2个及2个以上的流程。通过合理的布置冷却空气与同一个冷却系统的冷却水的流动方向和流动秩序，可以更有效地利用冷热介质的温差，提高散热器单位质量和单位体积的散热量，达到提高冷却系统冷却效率的目的[8]。图4-1和图4-2为两种结构的示意图。

图4-1 两流程散热器结构示意图

双流道散热器冷却技术,是大连内燃机车研究所开发的一项内燃机车冷却装置新技术,1994 年通过铁道部机车车辆工业总公司鉴定。该种散热器于1987 年3 月和1989 年9 月分别装于ND2 型191号和037 号机车上,1990 年10 月和1991 年4 月装于东风9 型0001 号和0002 号机车上,1992 年11 月和1993 年6 月又将双流道散热器装于东风11 型0001 号和0002 号机车上。台架试验、水阻试验和实际运用表明,双流道散热器冷却技术对提高散热器冷却能力、减少冷却装置长度及降低冷却装置成本有明显效果。资阳内燃机车厂、大连内燃机车研究所等散热器生产厂家和单位均采用了这一新技术[9]。

图4-2 三流程散热器结构示意图

多流程散热器本身就是同一个散热器内实现了冷却水系统的全部流程数。因而，解决了常规冷却系统单纯依靠机车集流管及不同管路连接方式来实现水系统流程数的弊端，例如：冷却水的循环度过长；通水阻力增加；水泵出口压力高等弊端。

为了便于说明多流程散热器能够有效提高其对数平均温差的依据，我们选取了三流程散热器与三个串联的单流程散热器的合架性能试验结果，利用传热学NUT的方法， 分别计算出两种冷却系统等效单元的散热大小。

表4-1 两种冷却系统的等效单元散热器

序 项目 3个串联单流程散热器 3个并联三流程

号 第1流程 第2流程 第3流程 散热器

2-11 空气流速/kg·（s·m） 10 10 10 10

2 水流量/ m·h 12.36 12.36 12.36 12.36

3 散热器组数 1 1 1 3

4 水流速/ m·s 1 1 1 1

5 传热系数/kw·(m2·k)-1 0.100 0.100 0.100 0.113

6 进气温度/℃ 40 40 40 40

7 进水温度/℃ 78 75.21 72.63 78

8 计算散热量/kw 39.01 36.15 33.49 39.80 -13-1

9 总散热量/kw 108.56 39.80×3=117.78

从表4-1可以看出，3个并联三流程散热器标准样件的总散热量为117.78kw，比3个并联单流程散热器的散热量108.56kw约高出8%。

此外，根据散热器台架试验结果可知，三流程散热器在水速为1 m/s时的水阻力为0.0175Mpa，单流程散热器为0.034Mpa。所以三流程散热器水阻力比3个串联单流程散热器约降低3.83%。图4-3和图4-4为两种等效单元水流程示意图。

图4-3 3个并联三流程散热器标准样件等效单元的水流程示意图

图4-4 3个串联单流程散热器等效单元的水流程示意图

4.2 新的冷却系统设计方法

对于常规冷却系统的设计方法而言，主要是根据机车冷却系统的设计参数，并结合现有常规散热器的台架性能试验结果和冷却风扇气动性能试验结果，进行机车冷却系统的传热性能设计计算和冷却消耗功率设计计算。

对于多流程散热器的冷却系统设计计算而言，常规的设计方法还不能直接应用。其主要技术关键是多流程散热器传热性能参数的确定和冷却系统的性能匹配问题。对常规散热器而言，其传热性能参数的确定通常是依赖试验来完成的。但对于多流程散热器，目前还没有相应的散热器专业试验台能够对其进行有效地测试，用传热学理论计算的方法又难以计算准确。因此，研制多流程散热器的关键，就是首先要研究探讨出一种适用于多流程散热器冷却系统设计计算的方法和散热器传热性能参数确定的方法。由于受多流程散热器结构所限，就目前散热器试验台的设备和测试仪器的水平，还不能有效测试出散热器流程之间的空气温度和水温度的数值，因而多流程散热器各流程的传热系数也就无法计算出来。如何在现有试验台设备条件的基础上，能够比较精确的计算出多流程散热器的传热性能是

研究的关键技术问题。

通过对现有的散热器台架试验报告进行分析及大量的散热器传热性能设计计算结果进行的比较得出:多流程散热器与同样芯体结构的单流程散热器在传热性能方面存在着一定必然的联系。

那三部分散热器并不是三流程散热器，因为在那里还没有考虑到流传体的流动次序的影响因素。只是通过计算用来说明，散热器分快计算与整体计算的差异及相关性通过对比计算得出：分快计算散热器的传热系数摇臂整体散热器试验传热系数高约3%。

4.3通水阻力分析及冲刷腐蚀

散热器的通水阻力主要由散热器冷却管的沿程损失h1和散热器进出口的局部损失hm构成。以三流程散热器标准样件和常规散热器为例，在保持其原有进出口结构尺寸不变和相同的散热器水流速度条件下，通过三流程散热器的冷却水流量仅为单流程散热器的1/3。另一方面，由于采用三流程散热器的冷却系统，取消了用于分隔流程的中间连接管路，缩短了冷却水在机车冷却系统内的循环长度，减少了管路的沿程损失，提高水泵的工作效率，减少机车的辅助功率消耗。

冲刷腐蚀是金属与腐蚀性流体之间由于高速运动而引起的金属破坏现象，是机械性冲刷和电化学腐蚀交互作用结果。当流体中混人固相颗粒时既构成所谓的液/固双相流冲刷腐蚀，它是引起石油、化工、水利电力、矿上和湿法冶金等行业中各种泵、阀、管道等过流不见大量损坏的重要原因。

冲刷腐蚀是一个很复杂的过程，影响因素众多，概括起来主要包括材料（冶金）、环境和流体力学三个方面，过去人们通过失重实验以及引入的各种流体条件下电化学测试技术对前两个方面因素的影响规律有了较深入的研究，并进而开展了冲刷和腐蚀交互作用的研究，以期揭示冲刷腐蚀的本质。相对而言，流体力学因素的影响研究较为肤浅。因而，无论是冲刷腐蚀实验结果的预测，还是冲刷腐蚀激励的深入阐述，都受到限制；对重复试验所产生的较大误差也比较难解释和控制。

流体力学因素一般通过改变冲刷强度大小或传质过程来影响冲刷腐蚀性能。最终要的参数包括：流体流态、攻角、颗粒性质（种类、硬度、颗粒浓度、颗粒度及分布、颗粒形状、可破碎性密度以及表面粗糙度等）、流体性质（黏度密度）等[11]。

高流速往往引起严重的冲刷腐蚀，许多材料、介质体系尤其是带膜材料往往存在临界速度，超过此流体会使材料流失突然增大，因此，临界速度对于工程设计无疑是十分重要的。本文提出的多流程散热器在相同的机车使用条件下。由于机车的冷却水系统的流体性质、颗粒性质，散热器的材料和使用环境等因素都可以看成是相同的影响因素，为此，对冲刷腐蚀影响最大的因素就是流体的流态改变。同样上述三六散热器为例，由于通过散热器进口的水量已降为单流程散热器的1/3，因而将大幅度地降低了散热器进口水流速，既

改变了流体的流态，因而能够减轻冷却水对散热器管子端部的冲击，避免了水流速突变造成的散热器管子端部的冲刷腐蚀破坏，因而，多流程散热器可以提高工作可靠性以及延长其使用寿命。

本章小节

本章主要阐述了多流程散热器的研究工作。并针对三流程散热器结构方案和常规单流程散热器方按，进行传热机理对比分析，对三流程散热器相对于常规单流程散热器在传热机理上面的优势作了说明；阐述了三流程散热器传热系数的确定依据和方法；提出了采用多流程散热器的冷却系统新的冷却能力的计算方法，给了三流程散热器和单流程散热器冷却性能设计计算结果；分析了散热器通水阻力的下降原因；阐述了流体力学因素对散热器的冲刷腐蚀的影响等。通过对本章的研究工作，说明了多流程散热器在提高传热性能降低冷却系统通水阻力和减少对散热器通水管子端部冲刷腐蚀方面有具有显著的优势。该多流程散热器具有冷却效率更高，结构简单，水泵消耗的辅助功率小以及冷却系统部件可靠性高的优点。

致 谢

大学生活即将结束，在学校院系的组织下，在导师的指导下，在同学们的帮组下，我顺利完成了本次毕业设计，这也为我的大学生活画上了一个圆满的句号。

在论文设计的过程当中，教授倾注了大量的汗水和心血，向我们提供了大量的相关论

文资料以及查询资料的方法与途径，每一次他都不厌其烦的对我们的论文进行认真的指导，为我们解决了许多设计时碰到的难题。许老师渊博的知识以及认真负责的工作作风给我留下深刻的印象，让我受益匪浅，在此，特向他表示最诚挚的谢意。同时，也对论文设计过程中帮助过我的同学表示感谢，没有大家的共同交流与协作，我的论文不可能顺利完成。

即将离开校园，再次感谢学院里每位培育过我的老师和帮助过我的同学们，我会牢记与你们在一起的每一刻。

参考文献

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