船舶主机缸套冷却水系统的管路水力计算模型

中国ffiSKiexE线hnp: www paper.edu cn船舶主机缸套冷却水系统的管路水力计算模型马量，张均东大连海事大学轮机工程学院，辽宁大连（ 116026）E-mail: pigbongl983 cn摘 要：利用流体力学的相关理论，对船舶主机缸套冷却水系统的管路进行了分析，给出了 船郁主机缸套水冷却系统的管路水力计算模型。计算结果表明，该模型具有一定的精确度. 关械词：船舶主机；扛套冷却水系统；水力计算；模型；中图分类号：U664 81+41引言船炯主机缸套冷却水系统作为船舶柴油机主耍的动力系统之一，It丁作耍求是：主机 在整个工作范閑内，系统能对主机进行适度、可靠的冷却，特别是保证主机缸套冷却水出II 温度稳定，防止主机缸套过冷或过热。设计适合匚作隈求的主机缸套水冷却系统.这就;需耍 对系统屮点的流员、压力等参数进行数值计算。木文通过対系统进行简化，得到主机缸 套冷却水系统的管路水力计算的数学模熨，然后应用J：实际系统，対系统中&点的流杲、压 力等参数进行数值计算。2.计算原理缸套冷却水泵人多采用离心泵，而泵的排就与泵木少的特性和管路的水力特性仃关，只冇在泵的排出压力与管路在为前流录卜-的总压降相等时，泵才能稳定丁作在这个流灵F2L1 L2 -泵特性曲线；R1 R2 -箕路待性曲线 G1 G2G3泵工作点图1管路压降与流吊特件曲线示意图如图所示：K屮水泵的特性曲线可以从说明书中计算得到，因此，只要计算出管路特性曲线即可, 即耍得到冷却水流过某管路时所需的压头H和流鼠0间的函数关系。3系统建模利川离心泵的特性曲线必须和缸套冷却水传路的水力特性曲线相匹配这i原理，就町以对缸套冷却水管路进行管网水力计算，得到各点的流啟、丿E力等参数。3.1管网水力计算管网水力计算的主耍II的就是确定管路水力特性曲线。流体在管道内流动时，由J：流体分子间及氏管壁间的摩擦，就要损失能彊，这称为沿程 损火（沿桿摩擦阻力）；而当流体通过管道的一些附件时，如阀门、弯头等，由J：流体流动 的方向或速度的改变，产牛局部漩涡和掩击，也要产牛能帚损失，这称为局部损失（局 部阻力）。冷却水竹道的流动阻力包括：沿程阻力损失（収决雷诺数R亡和管内壁粗糙度A/d）,局部阻力损失（取决丁流速度和局部阻力系数）。3.1.1沿程阻力损失沿程阻力损失表达式：,3 / V28/1/ 刁hf = Qd 2g gf式中：A沿程阻力系数：/长，7 ：（1管道直径，加；V 管道内流体流速，加/$：Q管道内流体流杲，F/小时;g亟力加速度，m/s2：沿程阻力系数入可以根据一些经验公式以及沿程阻力系数曲线求得。由J：当水温变化不人时，水的运动粘度随温度的变化也不人，I大I此可以取水在75C时 的运动粘度作为缸套冷却水管内冷却水的卜均运动粘度，水在75时的运动粘度为0.00380 m2/s.而且缸套冷却水管路中冷却水的设计流动速度一殻为1-3 m/s,本系统的主淡水管路 的直径为80mm,则雷诺数：vd 3x 0.08,Re = = = 6.32 x 104 2320/0.0038x107可见，高温冷却水管路中冷却水的流动状态处J；旺盛的紊流。在整个紊流区，沿程阻力 系数的确定可采用卜而统一的公式计算:柯列勃洛克公式或阿里特苏里公式3丄2局部阻力损失3中国科技论袞在线hup:www paper.edu cn局部阻力损失表达式:几=g=g Q2gg 矿d式中：g局部阻力系数；V 借道内流体流速，m/s ；局部阻力系数 30 (2) : 31-34OPipeline hydraulic model of cylinder jacket water coolingsystem for main marine diesel engineMa Liang, Zliang JundongDaLian Maritime Umversitv ( 116026 )AbstractA matliematic model has been established by analyzing the heat transfer mechaiusm in the jacket water cooler for mam marine diesel engine using the transfer theory. And have concerned the temperature influence in the transference of heat So improve the precision of the model. The results obtained through simulation with the model established are very closed to die data get from manufacturer, so the model is correctKeywords: cylinder jacket water cooler; thermodynamic calculate; resistance of heat-transfer; mathematics model;作者简介： ul ( 1983-),男，湖北武汉人，研究生，E-niail： pigbong 1983.: 张均东(1967)，男，浙江东阳人，教授，陣上生导师。