康明斯冷却系统资料
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Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－ 冷却 性能
风扇与导风罩位置关系 吸 风 式： 2/3 在 里 面 吹 风 式 ： 1/3 在 里 面 如 果 有 空 对 空 中 冷 器 ： 1/2 在 里 面
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
Cooling System 冷 却 系 统
Verification Procedure 评审程序
应用工程培训
加注试验 (Cooling System Fill)
试验方法： 1、如 发 动 机 已 运 转 过 相 当 长 时 间， 先 把 系 统 补 满， 然 后 完 全 放 净， 计 量 系 统 总 容 量。 2、调 整 加 注 水 流 速 为 5gpm 即 19 升 / 分，记 录“ 加 满 ” 时 间 ; 放 净 水 后 记 录 加 水 量， 做 3 次左右 ，结果应有相当的重复性，否则应分析原因。 3、起 动 发 动 机 ，记 录 缸 体 建 立 水 压 的 时间 。 4、不 装 水 箱 压 力 盖，高 怠 速 运 行，直 至 冷 却 液 温 度 达 到 180－190o F ( 82-88 o C), 记 录 水 压。应采取 必要措施使水温尽快上升，如拆除风扇，用纸版遮住散热 器等。
康明斯发动机应用工程培训 COOLING SYSTEM 冷却系统
Cooling System 冷 却 系 统
应用工程培训
内 容
安装要求 设计指南 测试程序
常见问题
Page 2
Cooling System 冷 却 系 统
Requirements 安装要求
应用工程培训
使发动机得到足够的冷却，即使在可能遇到的最 高气温以及加上所有的附加热负荷时系统仍能正 常工作。 加注冷却液时系统应能排除内部的空气，能够容 易地一次加足冷却液，在设备运行时不会损坏发 动机。 发动机起动后，应能在规定的时间内排除积存在 冷却系中的空气。 系统应有适当的膨胀空间以适应冷却液随温度变 化的涨缩。
Page 4
Cooling System 冷 却 系 统
Engine Datasheet 发动机技术参数表
应用工程培训
Page 5
Cooling System 冷 却 系 统
Requirements 安装要求
应用工程培训
极限使用环境温 度－LAT *（limited Ambient Temp.)
Page 13
Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南 －－ 正确的附水箱
压力盖 50KPA 通气管
密封盖
E
D
液位观察玻璃窗 或液位管
液位传感器 注水管 E：膨胀空间 至少6％总容积 D：储备水量 至少11％总容积 如果有暖风机应为20％
Page 14
开式上水室是不可接受的 (尤其对 C 和 L10 )。
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－－全密封上水室系统
发动机出水管
通气管
压力盖
全密封上水室
注水管 位置（1）
注水管 位置（2）
水泵
发动机进水管
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Cooling System 冷 却 系 统
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FREEZE POINT 凝点
温度 温度
EXTENDED LIFE COOLANTS
GLYCOL CONCENTRATION ( WT. % )
二醇浓缩液 (质量百分数， %)
BOILING PROTECTION 沸点保护
温度
EXTENDED LIFE COOLANTS
水 平 線 計 量 計 的 壓 力 (kPa)
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Cooling System 冷 却 系 统
Requirements 安装要求
应用工程培训
除 气 - Deaeration 发 动 机 起 动 后 25 分 钟 内 应 除 尽 初 次 加 注 时 积 存 在 冷 却 系 中 的 空气。 储 备 水 量（ 抗 进 气 水 量）Drawdown
Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设计指南
从设计上保证冷却系统满足要求:
推 荐 采 用 全 密 封 除 气 式上 水 室 。
汽 车 通 常 用 分 立 附 水 箱 的 形 式。
有隔离板的上水室如果除气等性能 正 常 也 可 以 用 于 B 发 动 机。
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南 － 冷却 性能
设计概念 选择系统类型 : 吸风，吹风 计算热负荷： - 发动机放热量 － 技术参数表 - 自动变速箱 ：
热 负 荷（BTU/min)=0.9*HP(70% 效 率 转 速)*42.4*0.3
4、极限使用环境温度LAT=TTTmax - T- T水/2 5、如果有其它冷却器串联在散热器前，空气通过时的气 温升T气=
冷却器散热量 H' 空气流量Q 空气密度比热
6、LAT= TTTmax - T气 - T- T水/2
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Cooling System 冷 却 系 统
应 用 公路用 非 公 路 用： 正 常 气 温 地 区 高气温地区 负荷系数 ％ 轻载 中载 38 41 35 41 41 46 <40 40-70 重载 46 46 52 >70
加 注要求 Fill - In 加注速度： 5gpm (19L/m) , 且最长加注时 间 小于技术参数表上的规定值。 一次加满率 :总容积的 90 %。
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－ 冷却 性能
典 型 散 热 器 特 性 －－ 单 位 芯 子
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－ 冷却 性能
散 热 器 阻 力 特 性 －－ 调整 后
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Cooling System 冷 却 系 统
Verification Procedure 评审程序
应用工程培训
加注试验(续) 评价指标: 1、起动后 15 秒内缸体水套内应为正压。 2、在上述试验过程仍能保持正压。 3、一次加满率应能达到总容积的 90 %.
L10 要求能在 5 分钟内加注完毕。
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Cooling System 冷 却 系 统
Coolant Recommendations
应用工程培训
冷却液推荐
康明斯公司推荐在大多数气候条件下使用50％乙 烯乙二醇或丙烯乙二醇基的防冻液与50％纯净水 的混合液作发动机的冷却液。对使用湿缸套的C系 列以上的发动机还需要添加规定浓度的防腐蚀剂 DCA4。某些新型防冻液可以不需要DCA4，如加 德士公司的Extended Life Coolant. 防冻液具有防冻和防沸的双重特性，同时还需具 有防腐蚀等功能。 防冻液浓度不能超过68％，否则性能会恶化。
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－ 冷却 性能
当有其它冷却器与散热器串联安装时的组合匹配特性
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－ 冷却 性能
风扇效率
系统总效率 ＝ i
实 际 风 量 Q＝ 理 论 风 量 Q0 X 效 率
应用工程培训
设 计 指 南 －－透明附水箱
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南 －－不透明附水箱
压力盖 通气孔 膨胀空间 6％
通气孔 加水伸长颈管
冷态液面
储备水量
液面观察窗
液位传感器
最低液面 （深51毫米）
防止空气进入注水管 注水管
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－ 冷却 性能
典型风扇特性
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－ 冷却 性能
风扇与散热器匹配特性
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Cooling System 冷 却 系 统
Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设计指南
注水管内径： 19mm -- 水 泵 流 量 小 于 757L/m 25 - 38 mm --- 水 泵 流 量 大 于 757L/m 通气立管内径：8 mm 发动机及散热器通气管: 应连续上行，不能下垂和 有下弯段。不允许与其它水管T形连接。 5mm ---- 排 量 10L 以 下 的 发 动 机 5 － 8mm ---- 排 量 大 于 10L 的 发 动 机 加水伸长颈管上的通气孔内径：3.2 - 4.8 mm 发动机与散热器间的进出水管直径应大于发动机上 的相应接口的直径。
- 大气温度修正 : 1% / 10o F - 其他热负荷 选择和匹配冷却系部件
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南 － 技术参数表
工业发动机
汽车发动机
RPM 2200 1400 Air To Turbo m3 / min 21.3 11.6 Coolant Flow L/min 280 175 Heat Rejection Coolant kw 105.0 66.0 Air kw 63.0 26.0
Fra Baidu bibliotek
当冷却液泄漏到 空气开始 进入冷却 系 统 时 的 泄 漏 水 量。 必 须 至 少 比 初 次 未 加 注 水 量 要 多 总 容 积 的 1％， 即 应 是 总 容 积 的11％。有暖风机时应达20％
膨 胀 空 间 Expansion Space： 至 少 是 总 容 积 的 6％。
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应用工程培训
设计指南
散热器 -- 空间，气流阻力，成本。 尽可能大的迎风面积 (0.31- 0.37米2 / 100千瓦) 尽可能薄的芯子; 接近正方形; 8－11片/ 英寸 风 扇 安装效率 45 - 70 % ; 功率消耗耗 < 6 %； 尽可能大的直径，尽可能低的转速。 距水箱芯子50－100毫米。 叶尖与导风罩间隙 :1.5 - 2.5 % 直 径。 顶端最大线速度 : 4000-5200 米 / 分。
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设计指南
冷却能力估算步骤
1、根据计算的实际空气流量Q查图得出散热器在单位气 －水温差t时的散热能力H0。
2、实际气－水温差T=
3、散热器冷却液温度降
冷却系统总散热量 H t H0 散热量H T水= 水流量Q水 比热
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Cooling System 冷 却 系 统
Requirements 安装要求
应用工程培训
系统应具有发动机技术参数表上规定的最小的 储备水量（ 抗进气水量），且此水量应大于初 次未加注水量。 系统不装压力盖时，在发动机任何运转工况下 水泵进口压力应大于大气 压。B发动机允许到 -2 InHg。 发动机以外的系统总水阻力应小于发动机技术 参数表的限值，以保证水泵 具有其额定性能 。
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Cooling System 冷 却 系 统
Verification Procedure 评审程序
应用工程培训
除 气 试 验 ( Deaeration / Drawdown )
1、自 发 动 机 3、回 发 动 机
A
2、气泡观查玻璃管
B 4、去 计 量 装 置
Deaeration: A 开－B 关 流 向 1--2--3 观 察 2 中 气 泡 应 在 25 分 钟 内 全 部 消 失。 Drawdown : B 开 流 向 1--2--4 观 察 2 中 可 见 气 泡 时 放 出 的 冷 却 液 容 量。 应 大 于 系 统 容 积 的 11 %.
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－－全密封上水室
E
D
E：膨胀空间 至少6％ D：储备水量 至少11％
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Cooling System 冷 却 系 统
Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－－附水箱式系统
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Guidelines
应用工程培训
设 计 指 南－ 冷却 性能
风扇与导风罩位置关系 吸 风 式： 2/3 在 里 面 吹 风 式 ： 1/3 在 里 面 如 果 有 空 对 空 中 冷 器 ： 1/2 在 里 面
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Verification Procedure 评审程序
应用工程培训
加注试验 (Cooling System Fill)
试验方法： 1、如 发 动 机 已 运 转 过 相 当 长 时 间， 先 把 系 统 补 满， 然 后 完 全 放 净， 计 量 系 统 总 容 量。 2、调 整 加 注 水 流 速 为 5gpm 即 19 升 / 分，记 录“ 加 满 ” 时 间 ; 放 净 水 后 记 录 加 水 量， 做 3 次左右 ，结果应有相当的重复性，否则应分析原因。 3、起 动 发 动 机 ，记 录 缸 体 建 立 水 压 的 时间 。 4、不 装 水 箱 压 力 盖，高 怠 速 运 行，直 至 冷 却 液 温 度 达 到 180－190o F ( 82-88 o C), 记 录 水 压。应采取 必要措施使水温尽快上升，如拆除风扇，用纸版遮住散热 器等。
康明斯发动机应用工程培训 COOLING SYSTEM 冷却系统
Cooling System 冷 却 系 统
应用工程培训
内 容
安装要求 设计指南 测试程序
常见问题
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Requirements 安装要求
应用工程培训
使发动机得到足够的冷却，即使在可能遇到的最 高气温以及加上所有的附加热负荷时系统仍能正 常工作。 加注冷却液时系统应能排除内部的空气，能够容 易地一次加足冷却液，在设备运行时不会损坏发 动机。 发动机起动后，应能在规定的时间内排除积存在 冷却系中的空气。 系统应有适当的膨胀空间以适应冷却液随温度变 化的涨缩。
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Engine Datasheet 发动机技术参数表
应用工程培训
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Requirements 安装要求
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极限使用环境温 度－LAT *（limited Ambient Temp.)
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设 计 指 南 －－ 正确的附水箱
压力盖 50KPA 通气管
密封盖
E
D
液位观察玻璃窗 或液位管
液位传感器 注水管 E：膨胀空间 至少6％总容积 D：储备水量 至少11％总容积 如果有暖风机应为20％
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开式上水室是不可接受的 (尤其对 C 和 L10 )。
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设 计 指 南－－全密封上水室系统
发动机出水管
通气管
压力盖
全密封上水室
注水管 位置（1）
注水管 位置（2）
水泵
发动机进水管
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FREEZE POINT 凝点
温度 温度
EXTENDED LIFE COOLANTS
GLYCOL CONCENTRATION ( WT. % )
二醇浓缩液 (质量百分数， %)
BOILING PROTECTION 沸点保护
温度
EXTENDED LIFE COOLANTS
水 平 線 計 量 計 的 壓 力 (kPa)
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Requirements 安装要求
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除 气 - Deaeration 发 动 机 起 动 后 25 分 钟 内 应 除 尽 初 次 加 注 时 积 存 在 冷 却 系 中 的 空气。 储 备 水 量（ 抗 进 气 水 量）Drawdown
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设计指南
从设计上保证冷却系统满足要求:
推 荐 采 用 全 密 封 除 气 式上 水 室 。
汽 车 通 常 用 分 立 附 水 箱 的 形 式。
有隔离板的上水室如果除气等性能 正 常 也 可 以 用 于 B 发 动 机。
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设 计 指 南 － 冷却 性能
设计概念 选择系统类型 : 吸风，吹风 计算热负荷： - 发动机放热量 － 技术参数表 - 自动变速箱 ：
热 负 荷（BTU/min)=0.9*HP(70% 效 率 转 速)*42.4*0.3
4、极限使用环境温度LAT=TTTmax - T- T水/2 5、如果有其它冷却器串联在散热器前，空气通过时的气 温升T气=
冷却器散热量 H' 空气流量Q 空气密度比热
6、LAT= TTTmax - T气 - T- T水/2
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应 用 公路用 非 公 路 用： 正 常 气 温 地 区 高气温地区 负荷系数 ％ 轻载 中载 38 41 35 41 41 46 <40 40-70 重载 46 46 52 >70
加 注要求 Fill - In 加注速度： 5gpm (19L/m) , 且最长加注时 间 小于技术参数表上的规定值。 一次加满率 :总容积的 90 %。
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典 型 散 热 器 特 性 －－ 单 位 芯 子
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设 计 指 南－ 冷却 性能
散 热 器 阻 力 特 性 －－ 调整 后
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Verification Procedure 评审程序
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加注试验(续) 评价指标: 1、起动后 15 秒内缸体水套内应为正压。 2、在上述试验过程仍能保持正压。 3、一次加满率应能达到总容积的 90 %.
L10 要求能在 5 分钟内加注完毕。
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冷却液推荐
康明斯公司推荐在大多数气候条件下使用50％乙 烯乙二醇或丙烯乙二醇基的防冻液与50％纯净水 的混合液作发动机的冷却液。对使用湿缸套的C系 列以上的发动机还需要添加规定浓度的防腐蚀剂 DCA4。某些新型防冻液可以不需要DCA4，如加 德士公司的Extended Life Coolant. 防冻液具有防冻和防沸的双重特性，同时还需具 有防腐蚀等功能。 防冻液浓度不能超过68％，否则性能会恶化。
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设 计 指 南－ 冷却 性能
当有其它冷却器与散热器串联安装时的组合匹配特性
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设 计 指 南－ 冷却 性能
风扇效率
系统总效率 ＝ i
实 际 风 量 Q＝ 理 论 风 量 Q0 X 效 率
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设 计 指 南 －－透明附水箱
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设 计 指 南 －－不透明附水箱
压力盖 通气孔 膨胀空间 6％
通气孔 加水伸长颈管
冷态液面
储备水量
液面观察窗
液位传感器
最低液面 （深51毫米）
防止空气进入注水管 注水管
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设 计 指 南－ 冷却 性能
典型风扇特性
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设 计 指 南－ 冷却 性能
风扇与散热器匹配特性
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Guidelines
应用工程培训
设计指南
注水管内径： 19mm -- 水 泵 流 量 小 于 757L/m 25 - 38 mm --- 水 泵 流 量 大 于 757L/m 通气立管内径：8 mm 发动机及散热器通气管: 应连续上行，不能下垂和 有下弯段。不允许与其它水管T形连接。 5mm ---- 排 量 10L 以 下 的 发 动 机 5 － 8mm ---- 排 量 大 于 10L 的 发 动 机 加水伸长颈管上的通气孔内径：3.2 - 4.8 mm 发动机与散热器间的进出水管直径应大于发动机上 的相应接口的直径。
- 大气温度修正 : 1% / 10o F - 其他热负荷 选择和匹配冷却系部件
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设 计 指 南 － 技术参数表
工业发动机
汽车发动机
RPM 2200 1400 Air To Turbo m3 / min 21.3 11.6 Coolant Flow L/min 280 175 Heat Rejection Coolant kw 105.0 66.0 Air kw 63.0 26.0
Fra Baidu bibliotek
当冷却液泄漏到 空气开始 进入冷却 系 统 时 的 泄 漏 水 量。 必 须 至 少 比 初 次 未 加 注 水 量 要 多 总 容 积 的 1％， 即 应 是 总 容 积 的11％。有暖风机时应达20％
膨 胀 空 间 Expansion Space： 至 少 是 总 容 积 的 6％。
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设计指南
散热器 -- 空间，气流阻力，成本。 尽可能大的迎风面积 (0.31- 0.37米2 / 100千瓦) 尽可能薄的芯子; 接近正方形; 8－11片/ 英寸 风 扇 安装效率 45 - 70 % ; 功率消耗耗 < 6 %； 尽可能大的直径，尽可能低的转速。 距水箱芯子50－100毫米。 叶尖与导风罩间隙 :1.5 - 2.5 % 直 径。 顶端最大线速度 : 4000-5200 米 / 分。
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设计指南
冷却能力估算步骤
1、根据计算的实际空气流量Q查图得出散热器在单位气 －水温差t时的散热能力H0。
2、实际气－水温差T=
3、散热器冷却液温度降
冷却系统总散热量 H t H0 散热量H T水= 水流量Q水 比热
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Requirements 安装要求
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系统应具有发动机技术参数表上规定的最小的 储备水量（ 抗进气水量），且此水量应大于初 次未加注水量。 系统不装压力盖时，在发动机任何运转工况下 水泵进口压力应大于大气 压。B发动机允许到 -2 InHg。 发动机以外的系统总水阻力应小于发动机技术 参数表的限值，以保证水泵 具有其额定性能 。
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Verification Procedure 评审程序
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除 气 试 验 ( Deaeration / Drawdown )
1、自 发 动 机 3、回 发 动 机
A
2、气泡观查玻璃管
B 4、去 计 量 装 置
Deaeration: A 开－B 关 流 向 1--2--3 观 察 2 中 气 泡 应 在 25 分 钟 内 全 部 消 失。 Drawdown : B 开 流 向 1--2--4 观 察 2 中 可 见 气 泡 时 放 出 的 冷 却 液 容 量。 应 大 于 系 统 容 积 的 11 %.
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设 计 指 南－－全密封上水室
E
D
E：膨胀空间 至少6％ D：储备水量 至少11％
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设 计 指 南－－附水箱式系统
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