关键词：冷却系统；船舶与海洋工程；应用
前言：伴随我国船舶与海洋工程领域越来越蓬勃的发展，现代化国民经济随之提升，科技信息化产业也越来越呈现出高端化趋势。在船舶与海洋工程中，冷却系统是其重要的装备构件，冷却系统可谓是为整个运行系统的热平衡系统提供必要的支持，并保证着系统可以正常运转，同时也直接影响着船舶的功能实现与海洋工程的实施。为了在船舶和海洋工程的应用上，提升冷却系统的质量，本文通过对船舶与海洋工程中常用的冷却系统进行详细的分析和介绍，希望能为相关工作人员，起到一些积极的参考作用。
1概述船舶与海洋工程中常用的冷却系统
船舶中的冷却系统有着多种形式，一般来说，冷却系统的选择主要是要依据船舶的实际应用以及工程环境条件等情况来进行设计的。就目前我国船舶与海洋工程中常见的冷却系统来分析，主要包含有：管壳式冷却系统、板式冷却系统、风冷式冷却系统和水冷式冷却系统。
（1）管壳式冷却方式是一种属于间壁式换热器的系统，在应用中，通常将其换热管内的流体通道，称之为管程，换热管外部的流体通道，被称之为壳程。在应用过程中，如果壳程和管程之间，流经两种温度不同的流体时，那么温度相对较高的流体在经过换热管壁的时候，会把自身的温度传递给那些温度相对较低的流体，这样那些温度较高的流体可以得到一定的冷却，而温度较低的流体则能够得到一定程度的加热，这种冷却系统可以帮助两种流体完成换热工序的操作。
（2）板式冷却系统主要有盲板、通道板、端板和端封板等内容构成。在换热器的两端，所分布的分别是端板和盲板，其中间的部分，则是由通道板构成的，在端板和通道板之间，利用密封分别夹来构成了较多的容腔。在通道板的四个角上，也开有大小一致的圆孔，被加热的介质和允许加热的介质会在这个部位流过，因为板片的形状特定，其周边的位置都用密封垫片槽压着，所以一种介质只能流入一个容腔中去，这样被加热的介质和加热的介质就可以进行充分的接触，进而达到换热的目的。在应用上，几何形状较为复杂的板件流道断面，可以提升其传热系数，这样在介质流动的过程中，其流动的速度和流动的方向，也在不断的变化，对传热效果进行了强化。
（3）风冷式的冷却系统，主要是由动力源、散热器芯组模块以及风扇等部位组成的，在船舶和海洋工程的应用上，主要的动力源系统包括发动机、液压马达和电机等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在具体的应用过程中，风扇在机械设备的作用下进行转动，同时利用强制对流的原理，将系统中那些多余的热量散发掉，进而达到散热的目的。由于水的比热容要远远大于空气的，所以在利用风冷的方式对热量进行散发时，需要较大的风量。而水冷式的冷却系统则是通过将海水作为传热介质的方式来带走机械设备中的热量。由于风冷的方式占用空间面积大，不适用于船舶这种相对小体积的空间，因而在实际的船舶与海洋工程的冷却系统运用中，只有小部分热量以风冷来发达，大部分还是以水冷的方式来作为船舶的主要散热方式。
2冷却系统在船舶与海洋工程上的应用分析
2.1在冷却效率方面的分析
在实际的船舶与海洋工程的冷却系统应用之中，对其进行评价与衡量的一项重要指标就是传热系数。在传热角度上来分析，板式换热器要高于管壳式的冷却系统。但是在正常的使用情况下，板式换热器的总体传热系数却要比管壳式换热器高出四倍左右。然而，在换热面积相同的背景情况下，与管壳式的换热器相比较而言，板式换热器所具有的流通面积将比管壳式的换热器要高出五倍以上；而在风冷系统上，所采用的控制是强制制冷，众所周知，水的比热容要远大于空气，所以在热量相同的背景情况下，风冷系统所需要提供的风量就比较大些。因此相比较板式冷却系统和风冷系统，管壳式系统的传热性相对较差些。
2.2在制作成本方面的分析
由于运行环境的影响，在船舶和海洋工程上应用冷却系统，对于其防腐蚀的性能，也就提出了较高的标准，所以说在制作方面，需要注意一定要利用具有抗腐蚀性的材料来对散热器进行加工。在海洋环境上，板式换热器所采用的材料，一般都是一些具备耐腐蚀性能较强的金属板材，所以其原材料的价格要比那些同样材质的管材低廉不少，并且在其制作的过程当中，主要采用的方法是冲压成型，机加工相对较少，所以就成本相比而言，与管壳式的冷却系统相比较，其成本也是降低了不少。另外，板式换热器的板片表面通常都是经过转化膜的处理，所以说对于一些介质具有较强的耐受性，一般来讲油气是在氯离子的腐蚀下所表现得将更为佳，因此其使用年限也就在管式热交换器的三倍左右。通过对以上两种冷却系统的相比较，风冷式的散热器其结构就比较的简单了，所采用的制作材料也是腐蚀性能较强的全铝、全铜的散热器结构，并且在制作上，其工艺较为简单，所需要的加工环节也是非常的少，对此，相比来说风冷式系统在经济投入上更具优势。
2.3在工作噪声方面的分析
在工作噪声的对比上，风冷式的冷却系统，由于是利用强制空气对流来进行散热的，因此其在工作中所形成的噪音量也是比较大的，而板式冷却系统以及管壳式冷却系统所造成的噪音相对来说就比较低，那么在实际的工作过程中也就显得比较安静，所以在那些噪声要求较为严格的区域，比较适合采用管壳式或者板式的冷却系统。
2.4在工作压力方面的分析
冷却系统在应用中，其换热器耐压和耐热能力，主要是由冷却系统的材料和结构所决定的。由于管壳式换热器在材料的选择上有着较大的选择面，并且只有在壳端的两边，采用垫片来进行密封，这就导致垫片的压紧力比较大，所以比较适合那些较宽的压力和温度；而板式换热器主要是靠垫片来进行密封的，那么就需要较长的密封周边，并且板片较薄，其刚性也较差，所以垫片的压紧力不足，其在耐压能力上较低，在安装上一旦出现失误，就容易发生泄漏。
3结束语
综上所述，在船舶与海洋工程中，为了能够给船舶与海洋工程领域提供更为有力的支持，相关工作人员则需要结合实际发展的情况，对各设备系统展开更深入性的探究。总的来说，目前的冷却系统在船舶与海洋工程中的应用还有待实践的认识检验和提高。
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论文作者:王磊1,, 杨保兴2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/4
标签：系统论文; 海洋工程论文; 船舶论文; 管壳论文; 流体论文; 换热器论文; 热量论文; 《防护工程》2018年第35期论文;