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作者：刘世杰;孙依地;涂爱民;朱冬生;
单位：中国科学技术大学能源科学与技术学院;中国科学院广州能源研究所;广东省可再生能源重点实验室;
摘要：针对船用管壳式换热器传热效率低、材料耗费多及设备重量大的问题，提出一种基于扭曲椭圆管的纯逆流换热器轻量化设计。以某企业C8200船用柴油机淡水冷却器为研究对象，通过消除折流板结构并采用扭曲椭圆管束，实现管内外流体同步强化传热。结果表明，在设计工况（管/壳程流量均为30 m~3/h）下，新型换热器达到设计要求，其中，总传热系数达3 360 W/（m~2??K），较传统折流板结构2 344 W/（m~2??K）提高43.3%；壳程传热系数提高19.2%，为9 162 W/（m~2??K），壳程压降相当（分别为18.8,19.4 kPa），整体综合评价因子η值提高25.1%。结构优化使换热面积减少35.2%，管束总质量降低23.5%，材料成本下降34.6%。该设计通过纯逆流流动模式与高效传热元件协同作用，提高传热效率并满足轻量化需求，为船舶动力系统能效升级提供有效解决方案。
关键词：船舶;;淡水冷却器;;管式换热器;;强化传热;;轻量化;;优化设计
基金资助：国家重点研发计划项目（2022YFB4202000）;; 中山市重大科技专项（2022AJ003）
