（ １ ． Ｓ ｈ ａ ｎ ｔ ｏ ｕＳ ｈ ｉ ｐ ｙ ａ ｒ ｄ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｔ ｏ ｕ５ １ ５ ０ ２ １ ；２ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａＣ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎＳ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｙＳ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ￣Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ １ ３ ５ ）
摘 要 ：为 了计算船用 柴油机高 温冷 却水系统 的传 热效果 ，分析冷却水 的流动情况 ，利用Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ 软 件对６ Ｓ ５ Ｏ Ｍ Ｃ － Ｃ 柴油机 单缸冷却水 系统进行 了模 拟 ，得 出了冷却水 系统 的流场分布 、换 热系数分布和压 力损 失。 关键词 ：船用柴油机 ；冷却水 ；Ｃ Ｆ Ｄ 分析 ；对流换热 中 图分 类 号 ：Ｕ ６ ６ ４ ． １ ２ １ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ － － ｃ ｙ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ６ Ｓ５ ０ Ｍ Ｃ－ － Ｃ ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ
ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｍａ ｒｉ ｎ ｅ Ｄｉ ｅ ｓ ｅ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ； Ｃｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｗａ ｔ ｅ ｒ ； ＣＦＤ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ
陈冰 蕾 （ １ ９ ８ ３ 一），男 ，工程 师。主要从 事船舶现场检验工作 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ５ － ０ ６ — １ ５ ４ ７
室组件 向空气 、水 、油等冷却介质的传热。对冷却系统 １ 是６ Ｓ ５ ０ ＭＣ — Ｃ 柴油机的侧视图以及高温冷却系统在柴油
流动和传热的分析 ，计算得到车用柴油机冷却 水套 的流 机中的位置 ，箭头方 向为冷却水 流动方 向。中央冷却 器
场和传热系数分布［ １ 】 ， 利用Ｃ Ｆ Ｄ 和Ｆ Ｅ Ｍ 进行三维多物理 流出的高温淡水经主机冷却水总管流人各缸 ，冷却水 流
系统为研 究对象 ，使用Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ 软件分析 高温冷却水在 管 ，使用Ｐ ｒ ０ 厄软件建立缸套 、气缸盖 、排气 阀组件 、冷
缸套 、缸盖 、排气阀组件 内的流动和传热 ，得到冷却水 却水等 的三维模型 ，如图２ 所示 。
Hale Waihona Puke 作者简 介 ：徐召利 （ １ ９ ８ ４ －），男 ，工程师 。主 要从 事船舶及 海洋工程设计工作 。
ＧＵＡＮＧＤＯＮ Ｇ Ｓ ＨＩ Ｐ Ｂ ＵＩ Ｌ ＤＩ ＮＧ 广 东 造 船 ２ ０１ ５ 年第６ 期 （ 总第 １ ４ ５ 期 ）
设计与研究
船用 柴油机高温冷却水 系统 的Ｃ Ｆ Ｄ 分 析
徐 召 利１ 。陈冰 蕾２
（ １ ． 汕头造船厂 ，汕头５ １ ５ ０ ２ １ ；２ ． 中国船级社上海分社 ，上海２ ０ ０ １ ３ ５ ）
层热结构耦合分析［ ２ ］ ，对活塞进行振荡冷却分析【 ， ，对 入冷却水套 的位置在排气方向一侧 ，每缸一个进 口，进 ０ ｍ ｍ，冷却水冷却缸套后通过 四个均 布的连 接 缸盖冷却水腔 内的流动和传热过程进行流固耦合 数值计 口直径 ５ 算［ ５ ］ ，采 用可变冷却方案控制冷却 液的流量 ，分析其对 管进入缸盖内部冷却 缸盖 ，通过２ ８ 根直径为 １ ６ ｍ ｌ Ｔ ｌ 的贯 传热 、排放 以及油耗 的影响【 ６ Ｊ 。 穿冷却 孔后 开始冷却 排气 阀座 ，然后通 过缸 盖顶部 流 冷却液 的流速和温度影响柴油机的工作过程 、排放 出，一部分旁通流入排气阀壳 ，进入排气 阀壳的冷却水 性能 和结 构强度 。以６ Ｓ ５ ０ ＭＣ — Ｃ 船用柴油 机高温冷却水 从 阀壳顶部流 出，接人缸盖冷却水 出 口管路进入 出口总
１ 引 言
柴油机 的冷 却 系统是影 响 柴油机 工作 可靠性 和排 流场分 布和平均对流换热系数 ，为进一步分析燃烧室组 放要求的重要 因素 ，冷却系统的优化设计是柴油机设计 件的传热提供帮助 。 的重要组成部分 。Ｃ Ｆ Ｄ 以其可预先设计 、无条件 限制 、
成本低和设计周期短等优点成为冷却系统设计的重要 工 ２ 建模 及计 算 方法
具 ，随着数值传热技术的进步 ，越来越多的研 究者使 用 ２ ． １三维建模 数值方法计算柴油机 的传热 。 柴油机 的传热包括燃气 向燃烧室组件的传热和燃烧
ｍ 、
６ Ｓ ５ ０ ＭＣ — Ｃ 船用柴油机是缸径为５ ０ ０ ｍ ｍ 、行程为２ ０ ０ ０
单缸功率 为１ ９ ９ ２ ｋ Ｗ的超长行程二冲程柴油机［ ７ １ ，图
ＣＦ Ｄ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｃｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ Ｄｉ ｅ ｓ ｅ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ
Ｘ Ｕ Ｚｈ ａ ｏ ｌ ｉ ， ＣＨＥ Ｎ Ｂｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｉ 。
ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ｆ ＬＵＥ ＮＴ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｏ ｗ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ｃ ｏ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｅ