книги из ГПНТБ / Ченцов В.Н. Тепломеханическое оборудование автономных источников электроснабжения конспект лекций

Система

охлаждения служит для

отвода

тепла от деталей

дви­

г а т е л я , нагревающихся

от соприкосновения

с горячими

газами

или

вследствие

трения, и

поддержания

в них

допустимой

температуры.

дизеля отводится от 15 до 35% тепла, образующегося

при сгора ­

нии топлива. Температурный режим системы охлаждения

оказывает

туры выходящей воды до 100

- ІІ5°С увеличивается мощность

дви­

г а т е л я , снижается

удельный

расход топлива, уменьшается износ

стенок цилиндра,

снижается

разность температур внутренних

и

наружных стенок цилиндров и,

следовательно, уменьшаются темпе­

ратурные напряжения. Верхнее

значение температуры воды

на

вы­

ходе из дизеля ограничивается

термостабильностью масла

и

нахо­

дится в пределах 85 -

95°С. Влияние

режима охлаждения на р а ­

боту дизеля подробно

рассматривается в § 22.

По способу отвода

тепла системы

охлаждения подразделяются

182

Типичные

схемы охлаждения дизелей

приведены на

р и с . 6 1 . При

проточной системе охлаждения вода из

водопровода,

напорного

бака или водоема (рис . 61 а) нагнетается водяным насосом

3 ч е ­

рез маслохолодильник 2 в нижний пояс

зарубашѳчного простран­

ства каждого

цилиндра двигателя I , а

затем поднимается

кверху

и охлаждает

верхний пояс . Таким образом, вода охлаждает

в пер­

выходящей из него воды обычно

составляет 15 - 2 0 ° .

Наружная

температура входящей в дизель

воды поддерживается

смешением

ее с горячей водой, выходящей

из дизеля и

направленной к

вхо ­

дящей воде по обводной трубе

через байпас

4.

Постоянство температуры выходящей воды

поддерживается

авто ­

бенно

зимой, когда возможно переохлаждение циркулирующей воды,

рекомендуется иметь байпас

4 такого же типа и назначения, как

и для

проточной

схемы.

Одноконтурная циркуляционная закрытая схема с охлаждением

воды в

радиаторе

(рис.61 в)

является во всех отношениях наибо-

нагрева и расширения воды.

В замкнутой открытой системе охлаждения, когда верхняя

часть радиатора 8 непосредственно сообщается с атмосферой,

температура

охлаждающей умягченной воды должна быть

не выше

85 - 90°С.

В некоторых дизелях

с целью

уменьшения

расхода

охлаждающей

воды на испарение

система

охлаждения

не

сообщается

Давление паров в таких системах

поддерживается

паровоздушным

клапаном в пределах 1,2 - 1,3

к Г с / с м 2 .

Двухконтурная циркуляционная

схема с

охлаждением

воды

в

бойлере, водоводяном холодильнике или эвапораторе (рис . 61

г )

по своим возможностям равноценна

закрытой

одноконтурной

схеме

с радиатором. Она более экономична, легко

поддается

автомати­

зации, удобна в регулировке,

но

более сложна и

требует

больших

ной

жесткостью. Этот контур может работать как на проток, так

и с

охлаждением циркулирующей в нем воды в градирне,

бассейне

или

подходящем

водоеме.

В дизелях

войсковых ДГУ целесообразно внедрение

высокотем­

тель

5.

Пары воды насосом 6 отсасываются из испарителя и по ­

даются

в

теплообменник

- конденсатор 8.

Теплота конденсации

отводится

в атмосферу

потоком воздуха,

создаваемом

вентиля­

тором

9.

Насос 6 может

отсутствовать, в

э/гом случае

отсос па -

колесе

насоса 2 будет осуществляться за счет гидростатического

напора столба жидкости между конденсатором 8 и

насосом

2 .

Р а ­

ботоспособность системы сохраняется и в случае

прекращения

р а ­

боты вентилятора 9. В этом случае отвод тепла

осуществляется

за счет выпуска части пара в атмосферу через клапан 7.

Время

работы системы в таком режиме определяется емкостью бака I .

Схема системы охлаждения стационарного

дизеля

На рис.62 представлена система охлаждения

дизель - генера­

тора 7

ДІОО, выполненная по двухконтурной циркуляционной

с х е ­

Расширительный

бак умягченной воды 2 емкостью

600 л оборудо­

ван

переливным

и дыхательным

трубопроводами,

электронагревате­

лями

I и реле

уровня РУС-З.

Бак 2 соединен трубопроводами с

насос 4- автоматически отключается. Насосом 12

вода,

нагнетаемая

во внутреннюю систему охлаждения, прокачивается

через регулятор

температуры 5, холодильник 6, обратный клапан

и

возвращается к

насосу 12. Количество воды, проходящей через

холодильник

мас­

ла 7 и холодильник воды 6,

изменяется автоматически

соответст ­

венно регуляторами 5 и 8,

чем обеспечивается

необходимый

темпе­

всасызающим трубопроводом насоса

12.

Контур технической воды системы охлаждения включает брыэ-

гальный бассейн I I , резервуар технической воды

10,

холодильник

воды 6, холодильник масла 7, насос технической воды

9,

а также

трубопроводы подвода воды и другие

вспомогательные

устройства

и арматуру. Брызгальный бассейн

I I

предназначен

для

охлаждения

технической воды, поступающей в резервуар 10. Он оборудован

трубами летнего и зимнего сброса

с

задвижками,

сливной

трубой

ской

воды емкостью 50 м 3 расположен за

пределами сооружения

ДЭС и

оборудован наливными и заборными

трубопроводами с прием­

ник 7,

водяной

холодильник 6 и поступает на сброс в брызгаль­

ный бассейн I I .

Способы регулирования

температуры воды

Устройства

автоматического контроля и регулирования темпе­

ратуры

воды обеспечивают поддержание

заданного температурного

Основными требованиями

к

динамике температурного

регулиро­

вания

являются:

I )

забросы температур

при

переходе

с одного

нагрузочного

режима

на другой не должны

превосходить

5°С от

границ

зоны не -

186

равномерности

для предотвращения перебоев

в

циркуляции, интен­

сивного отложения накипи и переохлаждения;

2) при работе двигателя на установившемся режиме амплитуда

колебаний температуры воды не

должна превышать I -

2°С;

3) время установления температуры при

изменениях

нагрузки

должно быть возможно меньшим.

К способам

регулирования температуры

воды относят

следую­

щие :

1 . Способ

дросселирования,

при котором,

изменяя

сопротив­

температуру воды на выходе из дизеля. Недостатком

данного

спо ­

соба является нарушение нормальной циркуляции при

малых

на ­

грузках .

2 . Способ перепуска, при ютором через дизель

циркулирует

обратно

к насосу,

минуя теплообменник.

3. Способ обвода

(воздействия

на внешнюю охлаждающую

с р е ­

д у ) ,

при

котором регулятор, реагируя на изменение температуры

воды

или

масла в циркуляционной системе, управляет потоком

с в е ­

жей

воды

или воздуха,

проходящим

через теплообменник.

В динамическом

отношении способ перепуска обладает преиму­

ный элемент и регулирующий орган (клапанная система)

жестко

связаны

в едином конструктивном у з л е . На рис.63 а

представлена

принципиальная схема двухклапанного терморегулятора

недистан­

ционного

типа.

Чувствительный элемент (сильфон) I заполнен температуро-

чувствительной жидкостью (фреоны, смеси спирта и

эфиров), д а в ­

§

17.

СИСТЕМЫ НАДДУВА ДИЗЕЛЕЙ

Наддув

как

метод

повышения

мощности

двигателя.

Степень

наддува

Из формулы

(39) следует,

что

повышение

мощности двигателя

может быть достигнуто

за

счет

увеличения

числа цилиндров

z

,

диаметра

цилиндров

D

,

числа

оборотов п

,

хода

поршня

S

и

среднего

эффективного

давления р

. Основные способы

повышения

мощности

практически

уже

использованы и

в

отдельных

случаях

достигли

своих оптимальных или близких к ним значений.

При

этом нельзя забывать,

что повышение значения какого-либо одного

или нескольких входящих в формулу мощности

параметров

неизбеж­

но ведет

к ухудшению

значения

других технических

показателей

дизеля .

Например, увеличение числа оборотов и скорости поршня

ведет к

снижению моторесурса,

увеличение

диаметра цилиндра

-

к ухудшению условий охлаждения, увеличение

хода

поршня -

к

росту габаритов двигателей и

т . д .

счет

более полного принудительного заряда цилиндра воздухом.

Мощность в этом

случае повышается за

счет увеличения дозы в о з ­

духа

и топлива,

подаваемых в цилиндр.

Такой метод повышения

большой

дозы топлива

при наддуве повышается

давление газов на

поршень

и среднее

эффективное давление

р .

Степень яаддува характеризуется отношением среднего эффек­

тивного

давления

двигателя

при наддуве

рен

к среднему эффек­

тивному

давлению

ре

без

наддува:

б"

= Ьа .

(62)

*

Ре

189

наддува,

по степени

наддува

и по типу

нагнетателя. По роду и с ­

точника

энергии для

наддува

двигателей

различают наддув от

дачу

(зубчатую

или

цеп­

ную). Часто нагнетатель 2

соединен

с

редуктором I

центробежной фрикционной

муфтой

3.

Эта

система

применяется

обычно

для

давления

наддува

рк

не

выше

1,6

-

1,7

кГс/см^,

так

как

при

больших

рк

мощность,

затрачиваемая

на привод

наддувочного

агрегата,становится

слиш­

ком

значительной

(свыше

• 10% от N-

). Степень

над­

дува

при

данной

системе

достигает

значений,

р а в ­

ных

1,2

-

1,3.

Общее по­

вышение мощности при ме­

ханическом

наддуве

с о ­

ставляет

20

-

30%. Недо­

Рис.64

статок

такого

способа

наддува

состоит

в

том, что количество нагнетаемого в цилиндр

воздуха

зависит

от

числа оборотов вала дизеля, а не от нагруз ­

ки, т . е .

подача воздуха в цилиндр при данных

числах

оборотов

будет одинакова на холостом ходу и при максимальной

нагрузке.

Для правильной же организации рабочего процесса дизеля

необхо­

димо, чтобы под нагрузкой подавалось воздуха больше,

чем

на

холостом

ходу.

При газотурбинном наддуве сжатый воздух подается центро­

бежным

или осевым нагнетателем, приводимым в движение

газовой

турбиной, использующей отработавшие газы двигателя.

Схема ч е ­

тырехтактного

дизеля с газотурбинным

наддувом

приведена

на

р и с . І .

Система

газотурбинного наддува

является

наиболее

эффек-