潘熙希，陆鹏，宋大为，朱奎

(中国船舶重工集团公司第七一一研究所，上海 200090)

浸没式排气管在水下航行器、游艇等船舶上应用普遍。随着红外探测技术的不断发展，也对军事用途水下航行器保证隐蔽性提出了更严格的要求[1]。关于降低柴油机烟气排放温度，提高柴油机排气系统冷却性能的措施。目前，主要是在排气系统上加装冷却装置(如卧式排气冷却消音器、集水箱式排气冷却消音器等)来降低烟气温度，但排气冷却装置尺寸受到舱室布置空间的限制，冷却效果十分有限。经过排气冷却装置后的烟气温度仍然可达300～500℃[2]，此时只能通过后排气管路对烟气进行冷却，为达到冷却要求不得加长排气管路，即便采用浸没式排气管，排气管路长度仍可达20～30 m。如此长的管路不仅给舱室布置带来不便，而且也会增大排气系统背压，影响柴油机的动力性、经济性以及排放。

浸没式排气管利用海水的对流换热带走排气管的热量，其总传热系数K为

(1)

式中：h1为烟气的传热系数，10～70 W/(m2·℃)；δ为排气管壁厚;λ为排气管导热系数，由于排气管为薄壁金属管，管壁热阻非常小，此项可以忽略不记；h2为海水的传热系数，4 800～8 000 W/(m2·℃)，h1与h2相差上百倍。可见，烟气侧的热阻在总热阻中占主导地位，导致海水对排气管的冷却非常有限。增强柴油机排气管的冷却性能，应从降低烟气侧的热阻值入手，采用强化传热措施，提高排气管气体侧的换热性能。

1 强化传热方法

以某型特殊船用柴油机浸没式排气管路(见图1)为研究对象，该柴油机排气系统由前排气管道、排气冷却消声器、后排气管道、止回舌阀等管路阀件组成。……