JB5085-91.pdf

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1、i日 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 J B 5 0 8 5 - 9 1 柴油机水冷却器技术条件 1 9 9 1 一 0 7 - 0 1 发布 1 9 9 2 - 0 7 - 0 1 实施 中华人民共和国机械电子工业部发布 中华人民共和国机械行业标准 A B 5 0 8 5 -91 柴油机水冷却器技术条件 主肠 内容与适用范围 本标准规定了中小功率柴油机水冷却器的技术要求、 试验方法及检验规则等。 本标准适用于中小功率柴油机海水冷却淡水用水冷却器( 以下简称冷却器) 。 弓 ! 用标 准 G B 2 8 2 8 逐批检查计数抽样程序及抽样表( ; 舌用于连续批的检查) 术语

2、 管侧: 冷却器水管内侧的通道( 图 1 通海水一侧) 。 壳侧: 冷却器水管外侧的通道( 图 1 通淡水一侧) 。 冷却器芯子: 由端板、 管子束、 折流板、 散热片组成的部件。 传热系数: 表示冷、 热介质之间温度相差 I r 时. 每 l m 传热面所能传递的热流A ft . 体积利用系数: 表示冷、 热介质之问温度相差 1 时， 冷却器芯子每 m 3 休积所能传递的热流 乐阮乙己已 f . 重量利用系数: 表示冷、 热介质之间温度相差 1 时， 冷却器芯子每 I k g重虽所能传递的热流 瑞 饭 一海 水 海水 尝 水 图 1 水冷却器结构 4 技术要求 4 . 1 产品应按经规定程序

3、批准的产品图 样及技术文件制造， 用于船用柴油机的冷却器应符合 船舶检 验 部门的规定， 并在其技术监督下进行 制造。 4 . 2 冷却器所用结构材料在海水中应具有防腐蚀性， 或粗盖防腐蚀镀层。 在冷却器规定的使用期内， 防 机械电子工业部 1 9 9 1 一 0 7 - 0 1 批准1 9 9 2 - 0 7 - 0 1 实施 1 J B 5 0 8 5 - 9 1 腐层应完好无扭。 4 . 3 冷却器的结构必须保证当水管压扁或堵塞时能及时拆卸， 散热芯子应能互换. 便于清洗室内沉积 物及水垢。 4 . 4 冷却器的密 封性能 冷却器管侧和壳 侧应密封， 经不低于 4 0 0 k P a 的

4、气压试验历时3 m i n 、 水压试验历时5 m in ， 不得出 现泄漏。 4 . 5 冷却器的耐振性能 冷却器在 4 倍的重力加速度( 4 9) ， 频率为 5 0 H z 工况下， 连续振动 1 2 0万次， 不允许出现泄漏和零 件损坏现象。 振幅根据式( 1 ) 确定: 4 g又 1 0 ( 2 n f ) mm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 式中: ; 重力加速度， g = 9 . 8 1 m / s , f -颇率, H z , 4

5、 . 6 冷却器的传热性能 管 侧 和 壳 侧的 介 质 均为 清 水， 两 侧 介质 流 速 均 为0 . 7 m / s , 壳 侧的 进 水温 度l m ， 根 据 试 验时 管 侧的 进水( 不加热的清水) 温度 l ;， 而定， 应保持温差( t o r A , ) 在5 0 士I C范围内。冷却器的主要传热性能应符 合以下要求: 4 . 6 . 1 传热系数 x , 应不小于 1 8 0 0 W/ ( m K ) 一 Q , F, 山 e 式中 : 口: =1 0 0 03 6 0 0 X C O C , o ( t o ， 一 t o z ) , W Q , -壳侧热水放出热流盘

6、， w， t o . -壳侧进水温度， ; t o z壳侧出水温度， ， C o o 壳侧 热水的比 热容， k J / ( k g “ *C ) ; C.= V o p o , k g / h ; V . -壳侧水的体积流量, m / h ; P o壳侧水的密度， k g / m s ll lm 对数平均温差， ; F o -壳侧传热面积, m , 壳泥传热面积F o 按附录 A( 补充件) 规定计算. 对数平均温差屿 计算如下: 用于单程通道冷却器 么 t . , ( t. ， 一 4 . )一 “. : 一 ， ) In 碑 o . - 4 7 ) Z一与 对于双程通道冷却器 : 十 4

7、 2 , + o ， 一 f ) 一 k . 一一 万 一 ， 仪 m(一w . - 4 2 4 .+ 4 2 6 U . 一一了一 4 . 6 . 2 体积利用系 数x ， 应不小于 4 X 1 0 6 W/ ( m “ K ) , 玉生 F召. 二 。 二 。 二。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) J B 5 0 8 5 -9 1 式中: V 冷却器芯子体积， m . 4 . 6 . 3 重f利用系数 K 。 应不小于 3 0 0 w/ ( k g “ K ) 一 8

8、 , 9酗. 式中: ， 冷却器芯子的重1, k g . 4 . 6 . 4 壳侧压差 A P 。 应不大于2 0 k P a . 4 . 6 . 5 传热性能试验时， 介质流速的计算按式( 5 ) , ( 6 ) 进行. 壳侧介质流速 V, 3 6 00 So 管侧介 质流速 V, 3 6 00从 m/ S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) m/ s “. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、. . . . . . . . . . . . . . 1 . 1 . ( 6 ) 式中: V , 壳侧水的体积流盘, m / h i V -管侧水的体积流2, - / h ; S o 壳侧通道面积， m , S , 管侧通道面积, m , 壳侧通道面积和管侧通道面积按附录B ( 补充件) 规定计算。 4 . 7 冷却器芯子管子与两端板连 接处应进行扩孔加工。 在达到 本标准规定的寿命指标情况下， 允许 采 用钎焊及浸焊。 4 . 8 冷却器零件上不得有电 焊飞 溅物、 酸 蚀盐类沉积物以 及钎焊后留下的 焊药等残留物存在。 4 . 9 制造冷却器时， 不得因管端受压而缩小管子流通截面、 由于

10、 管子本身的缺陷允许加以堵塞( 应 从管 子两端进行牢固堵塞) ， 堵塞的管数应不超过管子总数的 1 %. 4 . 1 0 冷却器 海水进口 处应装有锌堵， 以 缓解部件腐蚀。 试验方 法 5 . 1 在密封性试验台上， 将冷却器沉没在水梢内， 向管侧或壳侧通入 4 0 0 k P a压力的干燥压缩空气， 历 时 3 m i n . ， 不 得出现空气泡. 冷却器采用水压检查密封 性时， 水压为 4 0 0 k P a ， 历时5 m in ， 在加压时不得有漏水、 滴水及降压的 现象， 试验后应将冷却器室中残留的水分除净。 5 . 2 在振动试验台上按 4 . 5条规定的工况进行振动测试.

11、5 . 3 在传热性能试验台上， 根据 4 . 6条的规定进行传热性能试验， 热平衡误差控制在土5 %范围内， 侧 定热流量 4 , ， 然后按式( 2 ) 算出K, ， 按式( 3 ) 算出K ， 和按式( 4 ) 算出K 。 。传热性能试验同时测出壳侧压 力差 AP 验收规则 产品须经别造厂质 t枪验部门 检验合格后方能出厂。 订货单位抽检产品时按 G B 2 8 2 8或根据双方商定的脸收规则进行验收。 标志、 包装、 运箱和贮存 ，月 .- 冉匕几0内卜工fl 7 . 1 标志 7 . 1 : 1 产品上应标明: 制造厂名称或商标， 产品型号和名称， 么权 7 口5 0 8 5 -9

12、1 c . 出厂日期或出厂编号。 7 . 1 . 2 标志应符合经 规定程序批准的产品图样规定。 在产品 整个使用期间标志完好。 7 . 2 包装 7 . 2 . 1 进出水口应有堵盖以防脏物进入冷却器内腔。 7 . 2 . 2 作为备用件或 需经长途运愉的产品应予包 装， 7 . 2 . 3 包装方式应保证产品在运箱和贮存时不受损坏. 7 . 2 . 4 包装箱内应附 有制造厂包装员签章的装箱单， 装箱单上应注明产品名称、 型号、 数f及装箱日 期 。 7 . 2 . 5 包装箱内应附有制造厂质量检验员签章的产品合格证和使用说明书， 合格证上应注明: 二制造厂厂名或厂标。 b . 产品名称和

13、型号; c . 出厂日期或出厂编号。 7 . 2 . 6 包装箱上应标明: 二制造厂厂名及厂址; b . 产品名称及型号; c . 数量及包装箱总重量; d . 外形尺寸 么 出厂日 期。 7 3 运输 包装完好的冷却器应允许用任何正常方法运输。 7 . 4 贮存 冷却器应贮存在通风和干燥的仓库内， 在正常保管情况下， 自出厂之 日起， 制造厂应保证冷却器在 1 2个月内不锈蚀。 I s 5 0 8 5 -9 1 附录A 传 热 面 积 的 计 算 方 法 咬 补充件) 1 管侧传热面积 管侧传热面积按式( A I ) 计算: Y . = n d ; L v 一 mZ 。 ， ， 一 ( AI

14、 、 式中: d ,散热管内径, 1 71 ; L 一一散热管散热部分管子长度， m; 。 散热管 教量。 A 2 壳侧传热面积 壳侧传热面积由散热管光管面积 F o , 和焊在光管上散热片面积 h o ， 组成( 不计装配在光管上的折流 板面积 ) 。 散热管光管面积按式( A 2 ) 计算: 凡二 n d o L n , m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( A2 ) 式中: d - 一 散热管外径， m. 散热片面积( 见图A 1 按式(3 ) 计算:

15、 图 A 1 散热片 I B 5 0 8 5 -9 1 ; 。， 一 2 ( n R ， 一 ( L ,R 一 。 ,R + 。 】* ，) 一 4 -. d o:一 * 式中: R散热片半径, m; L , 散热片 A B 弧长， m; 。 散热片A B 改长. m; h , -散热片 A B 弧高, % n ; : 一一散热片散热管孔数; 万 一一散热片片 数. 壳侧传热面积按式( A 4 ) 计算: 凡 = F m+ 凡， ， m 。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (

16、A们 A,3, 计算示例 6 1 3 5 C a B 水冷却 器传热面积的计算。 已知参数: 散热管内 径; d , - - 6 Xj 0 - m r 散 热 管 外 径: d a = 7 X 1 0 - m ; 散热管散热部分管 子长 度: L =0 . 3 3 5 m ; 散热管数量: : 二 1 3 2 根; 散热片半径: R = 6 3 X 1 0 - m ; 散热片A B 弧 高: h , = 3 3 X 1 。 一 m ; 散热片A B 弧 长: L , = 1 3 5 . 1 X! 0 - m ; 散热片A ll 弦长: c 二 1 X1 0 - t n , 散热片片教; N =

17、1 3 ; 散热片散热管孔数，=8 ti ; 管侧传热面积: F ; =n d ;L n =n X6 X1 0 一 ， X 0 . 3 3 5 X 1 3 2 二0 . 8 3 3 1 m 壳侧传热面积: F c =F o , +F o a F a , = n d o 加 =n X7X1 0 - X0 . 3 3 5 X1 3 2 =0 . 9 7 2 0 m F o, 一 2 ( n lt，一 ( : : 一， + 一 。 1 ) 一 十 。，一 。 =2 ( n ( 6 3 X I U - ) 一( 1 3 5 . 9 X1 0 - X6 3 X1 0 - ， 一1 1 1 X1 0 -

18、X6 3 X1 0 - + ; ; 1 X 1 。 一 、 3 3 Y 1 。 一 ) 一 令 n X ( 7 X ， 。 一 ) X E 6 i X 1 3 =0 . 1 0 2 9 m F=F o i +F ,= 0 . 9 7 2 0 十0 . 1 0 2 9 = 1 . 0 7 1 9 m 7 D 5 0 8 5 -9 1 附录B 通 道 面 积 的 计 算 ( 补充件) 确定冷却器壳侧和管侧的通道面积的计算方法按以下规定进行。 B 1 管侧通道面积s , 管侧通道面积S 。 按式( B I ) 计算; S ; 一 专 : “ 。 ，m ， ， 一 ( B I) 式中: d ; 一 一

19、 管子内径， m, 0 Z 充侧通道面积 介质从管外的管束流过， 它所流经的通道面积不是一个常数， 本标准规定流体横掠管束最小通道面 积为冷却器管外侧通道面积. 根据图AI 确定不同的。 和: 。 各数据， 按式( B 2 ) 计算相应各面积填入表 B I 内， 最小的一个通道面积为壳侧通道面积 S o 潞掀 So= ( c一 n o d o ) b , m 式中: c - 一 沿各排管孔中心线方向散热片的长度, m, b 两散热片之间的 距离， m ; 、一 一 在各排管孔中心线方向散热片上管孔数; d o 一 一 水管外径, m, 11 3 计算示例 4 1 3 5 C a B 水冷却器(

20、 管侧通海水、 壳侧通淡水) 通道面积的计算. 已知参数: 散 热 片 半 径: P . 二6 3 X 1 0 - 一 3 m; 散 热 片A B 弧 高: h ， 二3 3 X 1 0 - m; 散 热片A B 弧长 L , =0 . 1 3 5 m ; 散热片. 4 B 弦长: 。 ， ”0 . 1 1 m , 管侧介质先进 3 9根管束再由 5 4根管折回， 后由 3 9 根管流出: 管侧通 道面积 : 拭 一 李 n d,=n 一 十 n ( 6 1 0 - ) = X 3 9 1 02 7 X 1 0 - m 壳侧通道面积根据式( B 2 ) 将各排 管的通道面积算出列在 表B 1

21、P 1 ， 由表可知第2 排散 热管 1 1 侧通道面积为最小。 则S o =( 。 一。 o d o ) b =( 1 1 7 . 3一 1 1 X 7 ) X 1 0 - X 2 8 X 1 0 - 二 1 . 1 29 X 1 0 -3 m2 I B 5 0 8 5 -9 1 表 B1 排次序号 月0 m m s o 11 01 1 0 . 81 . 1 4 2X 1 0- 21 11 1 7 . 3 1 . 1 2 8X 1 0- 31 01 2 2 .41 . 4 6 7 X 1 0 - 4 I I1 25 . 21 . 3 5 0 又1 0 - 5 1 21 2 6 . 01 . 1 7 6 X 1 0 - - 附加说明: 本标准由机械电子工业部上海内然机研究所提出并归口。 本标准由机械电子工业部上海内燃机研究所负责起草。 本标准主要起草人陈达能。