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HXN5型机车散热器泄漏分析及数值研究
| 论文题名： | HXN5型机车散热器泄漏分析及数值研究 |
| 关键词： | 内燃机车;散热器;泄漏分析;数值模拟 |
| 摘要： | 散热器是内燃机车冷却系统运行不可缺少的一个重要组成部分。它的主要作用是以换热的方式将发动机工作时所产生的热量及时适度地排放到周围环境中，使其温度维持在允许的范围内，以改善零部件的热强度和润滑状况，从而确保发动机处于可靠操作状态。针对机车散热器换热特性和内部流体流动特性的研究有利于提前预知散热器满足机车冷却要求的能力，及其自身结构设计的合理性，规避散热器运用中的潜在失效风险。因此，该研究对于满足机车换热性能要求以及增强散热器的运用可靠性具有重要的指导意义。 本文阐述了HXN5型内燃机车散热器结构特点、性能试验及冷却工作原理，对散热器在实际运用中发生泄漏的原因进行了分析，对改进前、后散热器内部流体流动特性进行了数值模拟。 首先，通过对HXN5型内燃机车散热器结构及冷却系统原理的深入分析，以模型样件的形式进行了散热器台架性能试验，将散热器的通风阻力、散热量与空气质量流量的关系拟合成函数曲线，得到的拟合函数可以根据空气质量流量的大小预测出散热器通风阻力和散热量大小，从而验证散热器实际满足机车换热性能要求的能力。 针对部分散热器在运用初期出现泄漏的问题，结合散热器运用环境条件和自身结构特点以及发生泄漏失效的具体位置，通过分析，认为泄漏失效主要是由腐蚀泄漏和冲蚀泄漏两种方式所导致。 本文主要针对冲蚀泄漏发生的原因进行研究，通过对简化后的散热器建立数学模型，利用FloEFD仿真软件对其进行求解。通过改变散热器入口处防冲板的结构形式和流体仿真计算分析，可以得出:虽然散热器水室入口加装防冲板，使得防冲板后方的散热管入水口处的水流速度冲击力减弱，但原有设计中防冲板的长度、开孔率以及孔径大小等因素导致附近流场区域，尤其正对防冲板背面的流场出现了局部较强的湍流漩涡效应，最终导致部分管口处冲蚀严重发生散热器泄漏失效;通过仿真分析，与原有设计比较，改进后的防冲板其背部流场分布较均匀，涡流效应很小，散热管入水口处受侵蚀现象较轻。 |
| 作者： | 马明 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 沈胜强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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