滑油冷却器强化换热试验研究_阎昌琪

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微量润滑系统冷却性能实验研究

微量润滑系统冷却性能实验研究

设计与研究Des.目n and R嗍『ch 微量润滑系统冷却性能实验研究 袁松梅 刘晓旭 严鲁涛 (北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100083) 摘要:对微量润滑技术(MQ )的冷却性能进行了实验研究,得到了在不同的流量和靶距下,被冷却试件 的温度变化过程。实验还对加热金属片进行自然冷却和浇注冷却。并与微量润滑冷却进行了冷却效 果对比。研究发现微量润滑具有很好的冷却效果,而且极大地减少了冷却液使用量,降低了资源消 耗和环境污染。 关键词:微量润滑技术冷却性能冷却液使用量 Experimental Research on Cooling Characteristic of MQL System YUAN Songmei-LIU Xiaoxu,YAN Lutao (School of Mechanical Engineering and Automation,Beihang University,Beijing 1 00083,CHN) Abstract:Experiments were carried out for the cooling characteristic of minimal quantity lubrication,which is ab— breviated to MQL.The variational process of the cooled workpieee ̄temperature under different flux and spraying distance was investigated.The experiments of natural cooling and conventional cooling were also carried out and contrasted with MQL.It was founded that the MQL reduced the dosage of the cooling flu— id and the environmental pollution greatly besides having a good cooling effect. Keywords:Minimal Quantity Lubrication;Cooling Characteristic;Dosage of the Cooling Fluid 微量润滑冷却技术(MQL)是利用微量的冷却液 与高压气体混合后形成气雾混合物,高速喷射到工件 表面上¨ 。雾化质点在高温下很快雾化,吸收大量切 削热。另外喷嘴高速喷射时,流体膨胀使雾束本身的 温度降低,也可吸收大量热量。同时雾化流体能吸附 在金属表面上,形成润滑膜,还能起到一定的润滑作 用,既满足冷却润滑效果,又使切削液的使用量达到最 小,极大地减少了环境污染。 现阶段,关于微量润滑的研究很多,不过大部分研 究内容主要集中在润滑机理上,换热方面的研究还比 较少。日本科学家Toshiaki Wakabayashi在用P20涂 层刀具加工硬度为45HRC的不锈钢的实验中,通过对 MQL与干切削条件的对比,发现MQL中使用的大流 量的压缩空气可以加强冷却效果 』。 本文对所设计的微量润滑冷却装置进行冷却效果 实验。通过调节靶距(喷嘴与加热金属表面的距离) 以及喷射流量得出一系列金属表面的温度变化值,并 与自然冷却以及传统浇注冷却进行比较,从而分析微 量润滑的冷却效果。 ¥“十一五”国家科技支撑计划重点项目经费资助(2006BAFO2A06—03) 1 微量润滑的冷却机理分析 微量润滑是通过喷射到热区的气流及雾化微粒, 在加热表面上换热,将全部或大部分热量带走而实现 冷却降温。虽然换热过程比较复杂,但也可以认为遵 守牛顿换热公式。 1701年,牛顿(I.Newton)提出了对流换热的基本 计算式 J,即 q=h(t 一0) 式中:q是热流密度,W/m ;h是表面传热系数(即对 流换热系数),简称换热系数,W/(m ・℃);t 是固体 壁面的温度,qC;£,是流体的特征温度,℃。通过上述 公式可以发现,热流密度的大小与表面传热系数以及 壁面与流体之间的温差有关。而在壁面与流体温差一 定的情况下,只有通过换热系数来比较热流密度的高 低。换热系数h包括所有影响换热的因素,而微量润 滑在实际加热区域的换热过程又比较复杂,因此在理 论上换热系数很难确定。但可以通过实验来得到微量 润滑状态下试件的温度变化曲线图,根据温度变化数 等 u0 ’。

非能动安全壳冷却系统空气混合对流换热试验研究

非能动安全壳冷却系统空气混合对流换热试验研究

非能动安全壳冷却系统空气混合对流换热试验研究

杨鹏;王国栋;李万总;黄思洋;周明慧;刘宇

【期刊名称】《原子能科学技术》

【年(卷),期】2024(58)4

【摘 要】为论证大型非能动核电厂空气导流板优化方案的可行性,搭建了安全壳冷却能力验证试验台架(COCOVET)。本文选取COCOVET空气冷却试验工况,采用粒子图像测速(PIV)手段将非能动安全壳冷却系统(PCS)环腔的空气流动可视化,通过对比试验数据和程序模拟结果,研究PCS环腔空气强迫对流和自然对流并存的混合对流换热现象,论证导流板优化方案可行性。研究结果表明:PCS环腔下降段空气到达导流板尾部区域后,大部分空气折流180°进入上升段,沿导流板向上流动,少量空气沿冷却面继续向下流动。在无导流板区域,加热面传热方式以偏自然对流类型为主,加热面热流密度沿高度方向基本不变。在有导流板区域,PCS环腔上升段存在明显的入口效应,加热面热流密度呈现迅速增加后降低的趋势。安全壳安全分析程序计算值和试验值符合良好,适用于模拟空气混合对流换热过程。研究结果验证了大型非能动核电厂导流板优化方案可行性,也丰富了空气混合对流换热研究内容。

【总页数】12页(P771-782)

【作 者】杨鹏;王国栋;李万总;黄思洋;周明慧;刘宇

【作者单位】生态环境部核与辐射安全中心;上海核工程研究设计院股份有限公司;上海核能装备测试验证中心有限公司

【正文语种】中 文 【中图分类】TL364.4

【相关文献】

1.非能动安全壳冷却系统外侧辐射换热与自然对流研究2.非能动安全壳冷却系统换热器内冷凝换热模型研究3.非能动安全壳空气冷却系统换热影响因素研究4.ACP100非能动安全壳空气冷却系统换热性能模拟研究5.安全壳空气冷却系统单面加热对流换热特性研究

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实验四传热实验

实验四传热实验

实验四 传热实验

通过对以空气和水蒸气为介质的套管换热器实验研究,可以掌握传热系数K、传热膜系数2的测定方法,加深对其概念和影响因素的理解;学会用最小二乘法确定关联式mANuRe中常数A、m的值。通过对普通套管换热器和强化套管换热器的比较,了解工程上强化传热的措施。

一. 实验内容(任选一个)

1.强化传热措施的探讨。采用计算机数据在线采集系统,测定普通套管换热器和强化套管换热器的传热系数K ;用作图法或最小二乘法关联出mANuRe中常数A、m的值。通过对普通套管换热器和强化套管换热器的实验结果比较,说明强化传热的原理并对强化传热的其它措施进行探讨。

2.测定不同流速下的普通套管换热器或强化套管换热器的传热膜系数2,用作图法或最小二乘法关联出mANuRe中常数A、m的值,并对实验结果进行比较。

二.实验原理:

对于流体在圆形直管中作强制湍流时的对流传热系数的准数关联式可以表示成:

nmCNuPrRe (1)

系数C与指数m和n则需由实验加以确定。对于气体,Pr基本上不随温度而变,可视为一常数,因此,式(1)可简化为:

mANuRe (2)

式中: dNu2 duRe

通过实验测得不同流速下孔板流量计的压差,空气的进、出口温度和换热器的壁温(因为换热器内管为紫铜管,其导热系数很大,且管壁很薄,故认为内、外壁温度与壁面的平均温度近似相等),根据所测的数据,经过查物性数据和计算,可求出不同流量下的Nu和Re,然后用线性回归方法(最小二乘法)确定关联式mANuRe中常数A、m的值。

基于飞发一体化的滑油系统热性能仿真

基于飞发一体化的滑油系统热性能仿真

第 50 卷 第 2 期2024 年 4 月Vol. 50 No. 2Apr. 2024航空发动机Aeroengine

基于飞发一体化的滑油系统热性能仿真

冷子昊1,2,程荣辉1,苏壮1,2,张司薇3,李国权1,2

(1.中国航发沈阳发动机研究所, 2.中国航空发动机集团航空发动机动力传输重点实验室:沈阳 110015;3.北京航空航天大学 航空科学与工程学院,北京 100191)

摘要:航空发动机滑油系统与飞机、发动机的关联参数有限。为准确表达变工况滑油系统的热性能,通过研究发动机轴承腔热性能与转子转速及主流路温度参数的拟合关系,将主机温度、燃滑油参数作为输入,对发动机滑油系统在飞行剖面上典型飞行状态点的热性能参数进行了迭代计算;针对管壳式燃滑油散热器结构及运行特性,计算了散热器换热性能。建立轴承腔和散热器的数学模型;基于系统流动仿真平台,利用内部的二次开发环境编写出C#语言代码,开发出了适用于发动机的轴承生热模型和散热器模型,实现发动机滑油系统与发动机燃油系统及飞机热管理系统的联合计算;在航空发动机、飞机变工况输入条件下,进行滑油系统、发动机整机及飞发一体化的变工况热性能迭代计算,并与试验数据进行对比。结果表明:该计算方法误差小于5%,可较准确地反映变工况条件下的热管理相关参数,为飞发一体化热管理联合仿真分析提供可靠的数据来源。关键词:滑油系统;轴承腔;散热器;热性能;热管理;航空发动机中图分类号:V233.4+1 文献标识码:A doi:10.13477/ki.aeroengine.2024.02.016

Thermal Performance Simulation of Lubricating Oil System Based on Aircraft-engine IntegrationLENG Zi-hao1,2, CHENG Rong-hui1, SU Zhuang1,2, ZHANG Si-wei3, LI Guo-quan1,2(1. AECC Shenyang Engine Research Institute,2.AECC Key Laboratory of Power Transmission Technology on Aero-engine: Shenyang 110015, China;3. School of Aeronautical Science and Engineering, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing 100191, China)Abstract: The correlation parameters between the aeroengine lubricating oil system and Aircraft & engine are limited. In order to accurately express the thermal performance of the lubricating oil system under variable operating conditions, the thermal performance parameters of the engine lubricating oil system at typical flight state points on the flight profile were calculated iteratively by studying the fitting relationship between the thermal performance of the engine bearing chamber and the rotor speed and the engine gas path temperatures, and taking the main engine temperature and fuel oil parameters as inputs; According to the structure and operation characteristics of shell and tube fuel oil radiator, the heat transfer performance of the radiator was calculated. The mathematical models of the bearing chamber and the radiator were established. Based on the system flow simulation platform, the C # language code was compiled using the internal secondary development environment, and the bearing thermal model and radiator model applicable to the engine were developed to achieve the joint calculation capability of the engine oil system, engine fuel system, and aircraft heat management system. Under the input conditions of the aeroengine and aircraft under variable working conditions, iterative calculations of the thermal performances under variable working conditions at levels of the lubricating oil system, the whole engine, and the aircraft-engine integration were conducted, and compared with the test data. The results indicate that the calculation error is less than 5%. The calculation method can reflect the relevant thermal management parameters under variable working conditions accurately, and provide a reliable data source for the joint simulation analysis of integrated aircraft-engine thermal management.

纵向涡发生器强化传热管的实验研究

纵向涡发生器强化传热管的实验研究

第5卷第2期 2006年6月 热 科 学 与 技 术 journal of Thermal Science and Technology V01.5 No.2 Jun.2006 

文章编号{1671—8097(2006)02 0127.06 

纵向涡发生器强化传热管的实验研究 

栗 艳 , 杨泽亮。 

(I.仲恺农业技术学院机电工程系,广东广州 510225} 

2.华南理工大学电力学院,广东广州 510640) 

摘要:介绍了一种高效强化传热管,沿传热管内壁轴向均匀排布三列成对的纵向涡发生器,在常壁温条件下 

进行加热空气在管内流动的冷却实验,研究强化传热管的传热和阻力特性。结果表明,在过渡流区管内置纵向 涡发生器的强化传热大大增强,Nu增大为光管的2.0~2.3倍,阻力损失也相应有所增加,提出一种比较优 

化的发生嚣的形状设计,探讨了传热和阻力随设置间距变化的规律。 

关键词:强化传热;LVG;纵向涡;阻力系数;综合评判准则 

中图分类号:TKI72 文献标识码:A 

0 引 言 I 实验台及测量系统 

强化传热技术是节能的一种有效方式。广泛 

应用于各种工业换热器,例如石油化工、空气调节 

和锅炉等行业。无源强化传热技术由于结构简单, 

维护方便,不需要额外动力,在节能和经济节约方 

面有重要作用。 

国内外有关无源强化传热技术研究很多Ⅱ≈], 

强化管内壁传热的方式包括管内插入绕流件、管 

内壁处理面和管内扩展面等。典型的管内插入件 

有螺旋纽带、弹簧和旗形件等;传热管内壁处理方 

式包括螺旋槽管、横肋管、波纹管和三维内肋管 

等;这两种强化传热方式的机理是增强管内流体 

的扰动。管内扩展面的形式实质上是加大了管内 

换热面积。本实验研究证明,内置纵向涡发生器 

(I VG:longitudinal vortex generator)的强化传 

热管在过渡流区的传热可增强i00 以上,安装 

简单,有推广应用价值。 

LVG按照形状特性分为三维立体式和薄片 

核主泵滑油冷却器的设计与试验研究

核主泵滑油冷却器的设计与试验研究

排灌机械工程学报第37卷第8期

Vol.37 No.8

Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering

核主泵滑油冷却器的设计与试验研究

冯晓东

1

,2

*,王磊打马宇

3,王亚辉

2

(1.

哈尔滨电气动力装备有限公司,黑龙江哈尔滨150066

& 2.

哈尔滨工业大学能源科学与工

程学院,黑龙江哈尔滨150001

& 3.

中山大学中法核工程与技术学院,广东珠海519082

)

冯晓东

摘要

:根据核主泵滑油冷却器的设计要求,研发了一种换热性能和流体阻力均满足要求的泡状

板式滑油冷却器.本用泡状换热板增强换热效果并减小流体阻力.通过设计计算

、强计算和抗

震 对滑油冷却器进行了理论验证.理论计 的冷却水 温度为44.67 j

,滑油的压降

0.07 MPa

,冷却水的压降为0.015 MPa

,换热功率为67.76 kW.

模态 的频率 规

定的50 Hz.在3种工况载荷组合下

,分别对0/A

,B和D等级进行了应力计算,表明薄膜应力和

薄膜+弯曲应力的计 在规定的应力限值内满足ASME规范要求

通十 设计的滑油冷

却器满足设计要求且安全可靠性高.同时

,对滑油冷却器的传热性能和流体阻力进行了试验测

试,各项结果符合设计

,且放热量与吸热量的热平衡误差为1.83%

,符合热平衡的试验要求.

对滑油冷却器的设计提出的新思路

,可 板式滑油冷却器的改进与优化提供借鉴.

关键词

:滑油冷却器

;核主泵

;推力轴承

;换热板

中图分类号

:TK172

; S277.9 文献标志码:A 文章编号

:1674-8530

(2019

)08-0650-06

Doi

: 10.969/j

本sn

同674-8530.8

同230

冯晓东,王磊,马宇,等.

核主泵滑油冷却器的设计与试验研究&J

].

排灌机械工程学报,2019

,37

(8

) :650-655.

FENG Xiaodong, WANG Les, MA Yu, et al. Design and experimenrl research of oif cooler for reactor coolant pump[ J]. Journal of

整体针翅管流动阻力特性实验研究

第28卷 

2 O O 7 第1期 

年2月 核动力_T程 

Nuclear Power Engineering Vl01.28.No.1 

Feb.2 0 0 7 

文章编号:0258—0926(2007)0 1・0068—04 

整体针翅管流动阻力特性实验研究 

丁铭’,阎昌琪2,孙立成2 

(1.清华大学核能与新能源技术研究院。北京.100084;2.哈尔滨工程大学动力与核能工程学院。150001) 

摘要:对润滑油竖直纵向冲刷下的整体针翅管进行了阻力特性的实验研究。通过分析针翅管的翅高、节 距和加工方向对针翅管阻力系数的影响,发现整体针翅管的流动阻力明显高于光管的流动阻力,不同结构参 数的针翅管的阻力系数差别较大。在各影响因素中,翅高的影响占主导地位,阻力系数随着翅高的增加而成 倍增加。由于三维翅片表面对流动的扰动和破坏,当润滑油的雷诺数达到200 ̄300时,流动阻力曲线将发生 转折。 关键词:整体针翅管;润滑油;阻力特性 中图分类号:TKI24 文献标识码:A 

1前言 

近几年来,在工程中非连续翅片管得到了迅 速发展和广泛研究【 ,Bergles[ 】把三维非连续的 

锯齿状翅片管看作是第三代传热技术。本文采用 

的整体针翅管是一种新型的非连续翅片管,将其 

应用于润滑油冷却器,比二维的连续翅片管有更 

多的优点。在增加有效传热面积的同时,非连续 

的翅片结构可以使高粘度的润滑油比较容易地绕 

流到翅片根部,有效地消除连续扩展表面根部与 

基管间的流动滞止区,从而增加了强化传热的效 

果。 

文献【3】的研究发现,扩展表面在强化传热的 

同时,会对流动阻力产生很大影响。因此,本文 

对整体针翅管的流动特性进行了实验研究,分析 

了对传热特性有重要影响的参数,以便对针翅管 

的综合性能做出合理的评价。 

2实验装置及实验元件 

2.1实验装置 实验装置如图l所示,润滑油在油箱中被加 

热到指定温度之后,由齿轮油泵输送,进入实验 

段换热管的外侧,经管内的冷却水冷却后回到油 

某型滑油温度传感器的可靠性强化试验

・34・ 装备环境工程 EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING 第9卷第1期 2012年02月 

某型滑油温度传感器的可靠性强化试验 

赵帅帅,;8II;军 

(北京航空航天大学,北京1 001 91) 

摘要:针对诱发滑油温度传感器故障模式的主要环境因素进行了分析,确定了影响滑油温度传感器可靠 

性的敏感环境应力。根据滑油温度传感器结构间的逻辑关系和可靠性框图,建立其故障树,找出了潜在薄弱 

环节作为可靠性强化试验的主要关注点。依据可靠性强化试验理论设计了试验方案,并制定了试验剖面。 

关键词:可靠性强化试验;故障模式;故障树分析;薄弱环节 

中图分类号:TP212 文献标识码:A 

文章编号:1672—9242(2012)01—0034—05 

Reliability Enhancement Test of Lubrication Oil Temperature Sensor 

ZHA0 Shuai—shuaf.yA0 Jun (Beihang University,Beijing 100191,China) 

Abstract:The main environmental factors inducing failure modes of 1ubrication oil temperature sensor were analyzed.and the environmenta1 sensitivity stresses for reliability of the sensor were determined.The fault tree was established based on the logical relationship of the sensor structure and reliability block diagram.The weak links of the sensor were found and taken as the concerns of reliability enhancement test.Based on the theory of reliability enhancement test,the reliability enhancement test plan was designed and the test profiles were established. Key words:reliability enhancement test;failure mode;FTA;weak link 

滑油冷却器在不同布置方式下换热特性的实验研究

第46卷第151 

2012年1月 原子能科学技术 

Atomic Energy Science and Technology Vo1.46,NO.1 

Jan.2012 

滑油冷却器在不同布置方式下 

换热特性的实验研究 

牛广林 ,阎昌琪 ,孟兆明 ,石 帅 

(1.哈尔滨工程大学核科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150001; 2.黑龙江科技学院,黑龙江哈尔滨150001) 

摘要:以68#润滑油为工质,对整体针翅管滑油冷却器的换热和阻力特性进行实验研究。在冷却水入 口温度24℃、体积流量20 rn。/h以及滑油人口温度55℃、体积流量6~24 IT1。/h的实验条件下,获得了 滑油冷却器竖直和水平两种布置方式时的换热特性数据,在此基础上简要分析了不同布置方式对换热 特性的影响因素。实验结果表明,换热器的不同布置方式对换热特性影响较小,可根据工程使用空间选 择竖直或水平布置。 

关键词:整体针翅管;强化换热;混合管束;滑油冷却器 中图分类号:TK124 文献标志码:A 文章编号:1000—6931(2012)0l一0069-04 

Experimental Study on Heat Transfer Characteristics 

of Lubricating。Oil Cooler due to Different Ways of Place 

NIU Guang—lin ,YAN Chang—qi ,MENG Zhao—ming ,SHI Shuai 

(1_School of Nuclear Science and Technology,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China; 2.HeilongJiang University of Science and Technology,Harbin 150001,China) 

Abstract:Experimental investigation on heat transfer and pressure drop characteristics 

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