3.3.2. Система охлаждения

Прежде чем приступить к расчету, нужно дать краткое описание системы: назначение, состав оборудования (донная арматура, фильт­ры, насосы, холодильники, расширительные бачки и др.), тип системы охлаждения, материал труб и арматуры, контрольно-измерительные приборы, способ охлаждения автономных компрессоров и дейдвудных подшипников.

В машинном отделении должно быть не менее двух приемных кингстонов. Причем один кингстон устанавливают на днище судна, а другой на борту или на ящике забортной воды. Кингстоны соединяют между собой и воду отбирают от соединительной перемычки. На линии охлаждающей воды устанавливают парные фильтры. Насосы пресной (внутреннего контура) и забортной воды, также холодильник на судах речного флота обычно навешены на двигатель, поэтому их не рассчитывают и не выбирают. На судах морского флота эти насосы обычно автономные, и в этом случае необходимо определить потребную подачу и выбрать насос.

Подачу насоса пресной (внутреннего контура) воды определяют по формуле:

, м³/с,

где k_З - коэффициент запаса подачи, k_З = 1,2…1,3; a - доля теплоты, отводимая пресной (внутреннего контура) водой от всего количества теплоты, введенного с топливом, определяемая по формуле: ; - плотность воды, равная 1000 кг/м³; c - теплоемкость пресной воды, равная 4,19 кДж/кг·К; Δt – разность температур воды на входе и выходе из двигателя, принимаемая 10…12 ^оС.

Подача насоса забортной воды рассчитывается по формуле

, м/c,

где - коэффициент запаса, учитывающий расход забортной воды на охлаждение компрессоров, дейдвудных подшипников и т.д., равный 1,4...1,5; а_м - доля теплоты, отводимая с маслом, рассчитанная по формуле: ; - теплоемкость забортной воды. Если вода соленая, то её можно принять в среднем равной

3,98 кДж/кг·К; Δt – расчётный перепад температуры забортной воды, равный 15...20°С.

С целью унификации насосы пресной и забортной воды рекомендуется принимать с одинаковой подачей. Необходимый напор насосов должен быть не менее 0,2…0,3 МПа.

Мощность, кВт, потребляемая насосом:

где Q - подача насоса, м³/с; Р - давление, кПа; η_н - КПД насоса; k- коэффициент запаса мощности, равный 1,3…1,5 при мощности электродвигателя до 4 кВт и 1,1…1,2 при мощности свыше 4 кВт;

Поверхность охлаждения холодильника системы охлаждения определяется по формуле

, м²,

где k - общий коэффициент теплопередачи, который составляет для холодильника без турбулизаторов: трубчатый с d = 10…15 мм k =1,4 кВт/м²К, трубчатый с d < 10 мм k =3 кВт/м²К; с турбулизаторами в круглых трубках или плоскими трубками кВт/м²К; Δt_ср- средняя разность температур:

,

при ; ^oC,

где - температура пресной (внутреннего контура) воды на выходе из двигателя, равная 60…65°С для МОД и 75…90°С для СОД и ВОД; – температура пресной (внутреннего контура) воды за холодильником, принимаемая на 8…10°С меньше температуры за двигателем; - температура забортной воды перед водяным холодильником равная 33…35°С (после масляного холодильника); - температура забортной воды после водяного холодильника, равная, 45…50^oС.