對于液壓和潤滑系統(tǒng)，油液的過熱和污染造成機械設(shè)備產(chǎn)生故障的重要原因。污染造成液壓系統(tǒng)的故障已逐漸被認(rèn)識，而油溫過高的危害尚未引起足夠的重視。液壓系統(tǒng)總效率通常只有50%~70%，所以“發(fā)高燒”是液壓系統(tǒng)的通病之一。

液壓系統(tǒng)的油溫過高會造成許多危害，例如：使油液粘度下降，系統(tǒng)容積效率降低，加劇溫升，造成惡性循環(huán)；使密封圈強度降低，同時促進橡膠的老化，降低機器的可靠性；加速油液的氧化，縮短使用壽命。

所以，研究強化傳熱技術(shù)和高效凈化技術(shù)，研制體積小、效率高，能夠同時降低油溫凈化系統(tǒng)的冷卻凈化產(chǎn)品對提高液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)的可靠性和機械設(shè)備的使用壽命具有普遍的意義。

管殼式熱交換器的流動與強化傳熱實驗研究

對油液冷卻普遍使用的管殼式熱交換器而言，殼側(cè)油流的傳熱是個薄弱環(huán)節(jié)許多年來，殼側(cè)強化換熱最普遍的方法是在傳熱管外側(cè)加肋，以增大殼側(cè)換熱面積為了進步限制流體流動來強化殼則換熱，人們采用各種各樣的擋流板來增強換熱，用得較多的是直擋流板或弓形擋流阪。它們使殼側(cè)介質(zhì)的流動橫穿管束，作曲折運動，使流體局部混合加強和紊流度加深并與管壁充分接觸，來實現(xiàn)增強換熱。

Gupta等在用玻璃制造的小型熱交換器榷型上用示蹤小球作了殼側(cè)流動的顯示研究。Berner在有機玻璃殼體中用注入示蹤液的方法和鋁示蹤球的方法觀察了流體流經(jīng)擋流板的情形。Murray用注入示蹤液的方法觀察了流體流經(jīng)管束的流型并測試了流阻。

①流型顯示實驗研究

流型顯示實驗表明，示蹤液在直擋流板附近形成明顯的相對渦流滯止區(qū)，不利于熱交換螺旋板可消除渦流滯止區(qū)，延長流體的流程，利于強化傳熱；在螺旋板流道中加多孔介質(zhì)，對流動的擾動很大，在很低雷諾數(shù)下就形成紊流，而且使流動分市均勻，對張化傳熱很削。

②阻力實驗結(jié)果

對殼側(cè)設(shè)置螺旋板螺旋板中加多孔介質(zhì)等不同殼側(cè)結(jié)構(gòu)的熱交換器，在不同流量下進行了殼側(cè)流動的進出口壓差測定，并研究其阻力特性。

規(guī)，螺旋角。為3045在=對時，產(chǎn)的壓力降最小，顯然這是最佳的螺旋板角度。在螺旋板流道中充填多孔介質(zhì)的量由孔隙率流道總體積多孔介質(zhì)體積流道總體積定義由降增幅不大，但孔隙率為0.977時，壓力降急劇增加?？?，在螺旋板流道中充填多孔介質(zhì)的孔隙率為。985坫較合理的

③管殼式熱交換器的傳熱性能實驗研究

從5種不同殼側(cè)結(jié)構(gòu)的換熱性能測試結(jié)果（見）看出，其傳熱效果從高到低依次排序為螺旋板（螺旋角U= 40*加多孔介質(zhì)（）=0.985）、螺旋板（U=40*直擋流板（板間距S=50mm）、直擋流板（S=100mm）加多孔介質(zhì)（=0.985）、栽一雷諾數(shù)/fe 2高梯度磁過濾技術(shù)研究磁場對鐵磁性污染顆粒的吸引力是磁過濾器性能的決定性因素，磁場中污染顆粒的受力導(dǎo)率，H/m；X*，為油液的磁導(dǎo)率，H/m；H為外磁場強度，A/m；gradH為該點的外磁場強度的梯度，A/m2.從式（1）可以看出，鐵磁性顆粒所受的吸引力與外磁場強度H成正比，與磁場強度的梯度gradH成正比傳統(tǒng)式磁過濾器都是通過提高外磁場強度H來提高磁引力，從而提高過濾能力的；高梯度磁過濾器則是通過磁介質(zhì)的手段，主要提高磁場的梯度gradH來增大吸引力，獲得高效濾除污染物的效果在磁場中布置聚磁性多孔介質(zhì)，會使磁介質(zhì)附近的磁場H和磁場梯度gradH比沒有磁介質(zhì)時大很多。

尤其是gradH與磁介質(zhì)截面直徑d成反比，當(dāng)d很小時，gradH的值可以很高所以基于此原理的高效磁過濾器也稱為高梯度磁過濾器3多孔介質(zhì)強化傳熱和高梯度磁凈化一體化的兼容性和互惠性結(jié)合多孔介質(zhì)強化傳熱和高梯度磁凈化技術(shù)，油流中的多孔介質(zhì)能夠顯著增加對流動的擾動，破壞邊界層，強化傳熱；同時，多孔介質(zhì)能大大提高磁場的梯度，從而提高磁凈化器的性能，說明兩者結(jié)合具有良好的兼容性其互惠性還表現(xiàn)在控制溫度對永久磁鐵的影響和粗糙換熱表面2個方面1降低永久磁鐵的溫度，利于提高高梯度磁凈化的效率考慮到工作的可靠性，液壓潤滑系統(tǒng)的磁凈化磁源一般都用永久磁鐵，高梯度磁過濾器工作時，過濾器的永久磁鐵和液壓系統(tǒng)的油溫相同在不同的溫度下，永久磁鐵的性能有一定的變化，對磁過濾器的效率將有明顯的影響。

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永久磁鐵的磁性能受溫度、時間以及應(yīng)力等環(huán)境因素的影響，其中以溫度的影響最為重要給出了鐵氧體永久磁鐵的飽和磁感應(yīng)強度Ms體的磁性能隨溫度的升高而下降。顯然，研宄磁過濾器的性能必須考慮溫度因素的作用。

1.對已研制的一種處理高粘度齒輪油的高梯度磁過濾器在不同溫度工作時的外殼端面中心處的磁場進行測試，結(jié)果表明，70℃時的磁場強度只有18℃的1 /4左右，見這個測試沒有考慮保溫時間的因素，但已足以證明高梯度磁過濾器的磁場受到溫度的顯著影響

2.高梯度磁過濾器磁場強度與溫度的關(guān)系實現(xiàn)冷卻和凈化一體化，可將永久磁鐵布置在冷卻介質(zhì)中，保持磁鐵低溫，維持磁鐵的高磁性，從而提高高梯度磁凈化的效率。

3.粗糙換熱表面，提高換熱效率磁凈化捕捉的顆粒多為鐵質(zhì)磨損物，在冷卻水管中布置磁鐵，部分顆粒必然被吸附在冷卻水管的外表面，這些在換熱表面上的顆粒能起到粗糙傳熱表面的作用，阻止附面層的形成，利于進一步提高傳熱效率取出冷卻管中的永久磁鐵，污染顆粒失去吸附力，可以方便地實現(xiàn)清冼。

4.管殼式冷卻凈化器的研制與性能測試結(jié)合多孔介質(zhì)強化傳熱技術(shù)和高梯度磁凈化技術(shù)，研制了管殼式冷卻凈化器，其結(jié)構(gòu)示意圖見聚磁性多孔介質(zhì)是由非晶態(tài)軟磁合金噴成的厚0.04mm，寬0.5mm的細(xì)長絲。其它兀件都用不銹鋼制造，避免對磁場的影峋永久磁鐵布置在水管及中心管中，相同的極面相對，使磁力線向外延伸，充分磁化聚磁性多孔介質(zhì)中心管中的磁鐵和管壁的縫隙允許冷卻水流過，使中心管兼作傳熱管，同時使永久磁鐵得到冷卻過濾性能實驗表明，同樣條件下傳統(tǒng)磁過濾器對1（Mm以上顆粒的過濾比只有1.38，相應(yīng)過濾效率為27%而新研制的管殼式冷卻凈化器對1（Mm以上的顆粒的過濾效率為84%，可見冷卻凈化器的過濾效率比傳統(tǒng)磁過濾器高2.1倍新研制的管殼式冷卻凈化器的殼側(cè)對流換熱系數(shù)和現(xiàn)有產(chǎn)品的比較見是冷卻凈化器與SL307油冷器及TSO306油冷器的性能比較。在雷諾數(shù)2000時，冷卻凈化器的殼側(cè)對流換熱系數(shù)T比SL307高19.7*，比TS306高3%。