【摘要】本文在在研究了船舶中央冷却系统强大优势的基础上，给出了中央却系统设计基本流程与系统各元件基本选型计算方法。
【关键词】主机 中央冷却系统 研究设计
船舶中央式冷却系统可使舷外海水不再接触各种热交换器和船舶主柴油机的冷却空间，因而极大地简化了船舶海水冷却管系，使海水冷却管系最短，有力地阻止了因为海水腐蚀冷却器以及管路引起的船舶系统漏泄、堵塞等故障现象的发生，提高了设备和系统的安全可靠性以及设备使用寿命。目前在船舶设计中已经成为一种较为普遍的选择。
一、船舶中央冷却水系统概述
中央式冷却系统分两个冷却水回路，一个是低温回路，就是由舷外海水来冷却低温淡水的回路；另一个是高温回路，就是由低温淡水来冷却高温淡水的回路。低温淡水主要过来冷却高温淡水以及各种冷却器（空气冷却器、滑油冷却器等）高温淡水则主要用来冷却船舶主柴油机气缸套、气缸盖和增压器等，所有与主机直接接触的冷却介质均为淡水。目前，中央冷却系统应用最广泛的有两种基本的形式：混流式中央冷却系统和独立式中央冷却系统。
图1 混流式中央冷却系统
图2 独立式中央冷却水系统
混流式中央冷却系统如图1所示，其特点在于混流，其中的混流指的是高温淡水和低温淡水之间的混流，通过在低温淡水系统和高温淡水系统中设立混合阀控制，将部分低温淡水直接混入高温淡水系统中进行高温淡水的温度控制。
独立式中央冷却系统如图2所示，系统中的高温淡水系统和低温淡水系统分别开来，另设高温淡水冷却器，在中央冷却器中通过海水冷却低温淡水，在高温冷却器中通过低温淡水或海水冷却高温淡水。相比而言，独立式比混流式更容易控制系统入口水温度，但耗资较大。
二、中央冷却系统设计
（一）中央冷却系统设计流程
中央冷却系统的设计流程如图3所示，首先要确定的是系统的外界环境和船舶主机参数，通过这两者来确定系统的负荷，然后再确定其他泵、散热器等冷却设备。
图3 设计流程图
（二）冷却系统管路计算方法
在管路的计算中主要以管内流速、管径以及管壁厚度三个方面为主要指标，而在材质上通常在选取的时候均使用碳钢无缝钢管，以下将对各方面分别介绍。
（1）管内流速。 确定介质在管内的流速是管路设计的重要环节，流速高，则管径小，管材省，成本低，但引起的阻力增大，腐蚀加快流速低，则管径大，管材消耗多，成本高，但阻力小，泵的耗电降低，且当流速过低时，也会引起腐蚀。因此，必须根据具体管路合理选择流速。对于低温淡水循环泵，可通过选择管内最佳水流速度来实现。
（2）管径。管径是跟具流经管内流量及流速而定。
（3）管壁厚度。 管子的壁厚应保证管子必要的强度及腐蚀余度，各船级社对管子壁厚的计算均有具体要求。对于常规的管路，常按经验选取壁厚，而这些要求可作为校核之用。对特殊的管路，在缺少经验数据时可作为设计的依据。受内压的钢管其最小壁厚占应不小于按下式计算之值。
三、结论
船舶中央冷却水系统的研究与设计，涉及知识面广，它不仅包括流体力学、传热学，而且还包括控制技术，仿真技术等知识，本文在设计运用中只是对管路、水泵和中央冷却器等进行了计算和选型，在模型精度以及优化设计方面还有待进一步研究。由于中央冷却系统所具有的一系列的优势，相信在现在和将来一定会有较大的发展空间。
参考文献：
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