ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМИ ОХОЛОДЖЕННЯ НАДДУВНОГО ПОВІТРЯ СУДНОВИХ МАЛООБЕРТОВИХ ДИЗЕЛІВ З УТИЛІЗАЦІЄЮ ВТОРИННОЇ ТЕПЛОТИ

Abstract

Вступ. Конструктивно найбільш простою і надійною в експлуатації є тепловикористовуюча система охолодження (ТСО) наддувного повітря ежекторного типу (ЕТСО), в якій функцію компресора виконує ежектор і інтеграція якої в штатну систему турбонаддуву суднових малообертових двигунів (МОД) не призводить до помітного ускладнення останньої. Проте термодинамічна ефективність ЕТСО (теплові коефіцієнти ζ) менше, ніж у більш складних і громіздких, наприклад, абсорбційних тепловикористовуючих систем охолодження (АТСО). Тому, якщо через необхідність відведення від наддувного повітря великої кількості теплоти, викликаної недостатньо високими ζ ЕТСО, поверхні теплообміну тепловикористовуючих ступенів охолоджувачів наддувного повітря (ОНП), і, відповідно, аеродинамічні їх опори виявляться значними, доведеться застосовувати термодинамічно більш ефективні ТСО, наприклад, АТСО або проміжний ступінь охолодження наддувного повітря забортною водою. Можливе також використання додаткових джерел теплоти, зокрема випускних газів або охолоджувальної двигун води, відведення теплоти від яких не пов'язане з розміщенням теплообмінних агрегатах (ТОА) в повітряному або газовипускному трактах і, отже, не призводить до додаткового зростання аеродинамічного опору. Виходячи з наведених вище посилок, розроблялися та аналізувалися ТСО наддувного повітря суднових МОД. Мета статті полягає у застосуванні у ТСО низькокиплячих робочих тіл (НРТ) дозволяє охолоджувати воду проміжного водяного контуру охолодження наддувного повітря до низьких температур, близьких 0°С, причому без необхідності підтримання вакууму у випарнику НРТ-охолоджувачі води. Результати: запропонована триступінчаста триконтурна система охолодження наддувного повітря, в якій наявність проміжного ступеня охолодження наддувного повітря забортною водою (штатного ОНП) дозволяє компенсувати дефіцит високопотенційної теплоти повітря для ЕТСО і, відповідно, холодопродуктивності, а ,отже, приводить до скорочення поверхні ОНП, насамперед його економайзерної (хвостової, по ходу повітря) секції, відповідно і аеродинамічного опору, що становить Р < 3000 Па, тобто менше 1 % від тиску наддувного повітря Рк . Висновки: наявність проміжного ступеня охолодження наддувного повітря забортною водою робить триступінчасту триконтурну систему охолодження практично незалежною від температури tзв забортної води, а по ефективності (глибині) охолодження повітря перевищує двоступінчасту триконтурну систему охолодження.