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關(guān)于新購架品類動車脹化結(jié)合型散熱器滲透端由分析
損壞的管子位置全部集中在散熱器高溫水循環(huán)側(cè)的進水口處,且斷面呈現(xiàn)出明亮的金屬光澤,并且隨著管子所處的位置逐漸遠(yuǎn)離進水口處,管頭損壞程度逐漸減小,直至消失。
從以上特征可以認(rèn)定散熱器的漏泄原因是沖蝕磨損造成的。
為了滿足散熱器的冷卻性能要求,同時保證散熱器能夠安全、可靠地使用,散熱器冷卻水流速的設(shè)計值應(yīng)在一個合理的范圍內(nèi)選擇,正常情況下水的流速應(yīng)在1~2m/s之間。如果選擇的水流速太小,散熱器管子內(nèi)壁容易產(chǎn)生沉積物,影響散熱器的傳熱性能;如果水流速太大,則容易造成管子沖蝕磨損,影響散熱器的使用壽命。
盡管“新曙光”號動車散熱器的平均水速在合理的水速范圍內(nèi),但是散熱器聯(lián)接箱進口處的水速則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過允許的大水速2.13m/s.由于散熱器聯(lián)接箱進水口距離管子端頭較近,高速水流在沒有足夠擴散空間的情況下,就直接流進聯(lián)接箱進水口附近的管子,致使部分管子因水速超過允許的大水速而產(chǎn)生沖蝕磨損。
沖蝕磨損的損壞機理是高速粒子流或液流中所含有的粒子通過對物體表面不斷地進行沖蝕、微切削造成物體表面選擇性磨損。由于“新曙光”號動車沿用的仍然是東風(fēng)Ⅱ型機車的水泵,而且散熱器的數(shù)量又由東風(fēng)Ⅱ型機車上的48組改為40組,這樣就必然改變了動車上散熱器的水速和水壓。解決的措施由于發(fā)生沖蝕磨損的客觀條件是高速流和粒子,因此解決問題的對策有:(1)減少水系統(tǒng)內(nèi)含的粒子(沙子、鐵屑等雜質(zhì));(2)降低水的流速。
通過我們與戚墅堰機車車輛廠技術(shù)部門的共同協(xié)商認(rèn)為,雙流道機械脹接式散熱器在“新曙光”號動車和東風(fēng)Ⅱ型內(nèi)燃機車使用條件的差異就是水的流速不同,因此降低“新曙光”號動車上散熱器高溫系統(tǒng)水的流速就可以解決沖蝕磨損問題。為了既解決散熱器沖蝕磨損問題,又不影響機車散熱器的冷卻能力,我們建議,將散熱器水的流速由現(xiàn)有的1.49m/s調(diào)整至1.24m/s是適宜的。具體的解決辦法有:(1)降低高溫水泵流量;(2)在散熱器進口與出口之間,將部分水(約占總流量的20%)旁通掉;(3)對原有雙流道散熱器聯(lián)接箱腔體結(jié)構(gòu)進行改造,通過增大腔體空間來降低水的流速。
我們對雙流道散熱器聯(lián)接箱結(jié)構(gòu)進行了改進設(shè)計,為改進前和改進后聯(lián)接箱彎頭對比圖。經(jīng)過實際運用證明,改進后的聯(lián)接箱很好的解決了由于水速過快引起的沖蝕滲漏問題。
結(jié)語從傳熱性能和經(jīng)濟性考慮,散熱器的水流速選擇在1m/s左右是適宜的。由于佳水速與發(fā)生沖蝕磨損的臨界水速有較大的間隔空間,因此實際發(fā)生散熱器沖蝕磨損的例子不多見。但是,一旦發(fā)生了沖蝕磨損,給散熱器帶來的損害是嚴(yán)重的,大部分因無法修復(fù)而報廢。