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机油散热器的故障与解决方案

东风**6BT 118型柴油机润滑油路中串联设置了机油散热器。冷起动暖车时，机油散热器从冷却水中吸收热量，使机油温度较快升高；当温度较高时，又通过冷却水降温。这样，机油的温度比较稳定且具有适宜的粘度。

该机的机油散热器是由7层不锈钢芯片叠加而成的。为了防止每层芯片的变形，在芯片内部装有“S”形支撑衬片，支撑衬片对流经其中的润滑油还起均匀分流的作用。

一辆装用该型发动机的东风车，其机油压力过低：怠速时机油压力表显示10KPa，1000r/min时机油压力报熄灭，发动机转速为2000r/min时机油压力表显示100kPa。

检修过程中，用压缩空气对机油散热器检查，由于空气通过性很好，故未能查出机油散热器的故障，走了很多弯路，花费很多时间而未能排除故障。后又怀疑到机油散热器上，于是用机油对机油散热器作进一步的检查：在机油散热器的进油口输入压力为400kPa的润滑油，换热器，测量机油散热器出油口处的润滑油压力。测得的润滑油压力为100KPa，进油口与出油口之间压力差明显过大，机油散热器有堵塞现象。更换机油散热器后故障消除。

这种故障产生的原因大约有三个：一是所用润滑油的质量较差；二是换油周期过长；三是所用滤芯为劣质货。

间壁换热器流体的温度分布梁日忠华北工学院化学工程系太原030051传热面的变化情况，得到各自的温度分布方程：（1）定态下，间壁逆流换热时，温度分布方程为T =T时，两流体温度变化同为直线，板式换热器清洗， C时，同为凹曲线， C时，同为凸曲线（2）定态下，间壁并流换热时，温度分布方程为T =T KA，热流体温度变化为降凹曲线，冷流体为升凸曲线。

1引言化工生产中，绝大多数流体换热是在器壁的间隔下进行的，有关换热的原理和计算是化工计算的基本内容之一。由于实际换热时，流体流动方式及换热器结构的复杂性，使得冷热两流体温度沿传热面变化比较复杂。在有的教材或文献中体温度沿传热面变化的图形出现过概念性错误。例如并流流动的冷热两流体其温度随换热面变化关系（T～A ， t～A），无论冷热流体的热容量流率大小关系如何，不锈钢换热器，都不会出现直线关系的温度变化， T～A总是降凹曲线， t～A总是升凸曲线。但在一些教材或文献中，曾出现过直线关系的温度分布，容积式换热器，逆流流动时也有类似情况。究其原因，是在介绍相关内容时，关于间壁换热流体在不同流动方式下换热过程机理及随传热面温度分布讨论较少。

本文从理论上讨论换热器中间壁两流体变温换热时，流体温度沿传热面的变化，结合实际流体换热过程，探讨流体在不同流动方式下温度沿传热面变化的规律，给出温度分布方程并讨论曲线形状，得到正确的温度变化图形。以期对相关的换热器流体换热计算及换热器设计过程有更确切和正确的认识。

2定态下，流体温度分布方程假定：（1）热流体的热容量流率为C h，主体温度T 冷流体的热容量C c，主体温度为t 热容量流率为常数（热容量流率等于质量流率与定压比热之积）（2）总传热系数K及流体物性为恒定（3）热及流动均为稳定（4）两流体无相变，不考虑热损失。

在推导过程中，均基于两个基本方程式，即：总传热速率方程式：dQ =K （T t）d A =热平衡方程式：dQ =C式中，Q―――传热量，W A―――传热面积，m 2 .1定态逆流时，流体温度分布方程在定态逆流操作的间壁换热过程中，取换热面积d A的微元段，热流体因放出热量dQ而温度下降d T ，冷流体因吸收热量d Q而温度上升dt.

通过微元换热面积dA ，冷热流体热量变化为：通过微元换热面积dA的传热速率为：（5）式积分，且考虑边界条件：当A =0时，Δt = 2，下标1为进口处，2为出口处。则得：将（6）代入（2），且考虑边界条件：A =0时， Q =0 ，积分得：此式为由A =0至任一传热面积A之间所交换的热量。

在任一面积A处，热流体温度由T下降为：将（7）代入（8），得热流体温度T随传热面积A变化的方程：对于冷流体，则有：将（7）代入（10），得冷流体温度t随传热面积A变化的温度方程：2 .2定态并流时，流体温度分布方程定态下，间壁两侧流体并流换热，按前述同样假设：热平衡方程总传热速率方程按前述类似推导，可得冷热流体随传热面积A的温度分布方程：2 .3定态下，1 2折流流体温度分布方程热流体在壳程内流动一个行程，而冷流体在管内流动两个行程的换热过程称1 2型折流换热。

对于此情况，热流体温度T随换热面积A变化的方程，作者已有详细论述，结果如下：式中， S为一个管程的传热面积m为以下特征方程的解：同样，可求出冷流体温度t随传热面积A变化的方程（此处略）。

3定态下，流体温度变化曲线形状3 .1定态逆流时， T～A ， t～A曲线形状在以冷热流体温度T、t为纵轴，换热面积A为横轴的坐标系中，对（9）、（11）求一阶、二阶导数：可见，当时，即T～A是降凸曲线， t～A也是降凸曲线。

见图1.

时，即T～A是降凹曲线， t～A也是降凹曲线，见时，均为负常数即T～A、t～A是相互平行的降直线。见图3.

（4）极限情况：①C※∞（蒸汽冷凝）或C时，热流体温度不变，冷流体凸线变化，见图4 ②C※∞（液体蒸发）或C时，冷流体温度不变，热流体凹线变化，见图5.

※∞，流体温度曲线3 .2定态并流时，流体温度变化曲线形状对（14）、（15）求一阶、二阶导数可见，无论C或C h，皆有：曲线。

线，见图6.

4结论（1）定态下，两流体间壁逆流换热时，冷热流体温度随传热面积变化，温度分布方程式见（9）、（11）。

当C时，两流体温度变化同为直线当C时，两流体温度变化同为凹曲线当C时，两流体温度变化同为凸曲线。

（2）定态下，两流体间壁并流换热时，热流体温度随传热面积变化总是降凹曲线，冷流体温度随传热面积变化总是升凸曲线。温度分布方程式见卓宁，等。工程对流换热。机械工业出版社， 1982谭天恩，等。化工原理（*二版）。上册。化学工业出版 （美）弗兰克P英克鲁佩勒，等著。葛新石，等译。传热的基本原理。安徽教育出版社， 1995朱聘冠。换热器原理及计算。清华大学出版社， 1987梁日忠。12折流换热器流体温度沿程变化及LM TD的计算。化学工程师， 1997（5）梁日忠间壁换热器流体的温度分布