Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Что такое теплообменник в дизельном двигателе


Для чего нужен теплообменник на дизельном двигателе

Главная » Разное » Для чего нужен теплообменник на дизельном двигателе

Маслокулер в двигателе: когда нужен и как установить

Охладитель моторного масла (масляный радиатор, маслокулер) является решением, которое позволяет эффективно охлаждать рабочую жидкость системы смазки ДВС.  При этом данное устройство можно встретить далеко не на всех автомобилях, тем более штатно.

Конструкторы при разработке того или иного силового агрегата изначально  просчитывают возможный нагрев масла. Получается, если машина эксплуатируется в обычных условиях, а сам мотор не форсированный, тогда температура масла в двигателе обычно находится в допустимых пределах.

Однако ситуация меняется тогда, когда, например, двигатель тюнингованный (замена распредвала на спортивный и т.п.), на атмосферный мотор была установлена турбина, агрегат часто или постоянно раскручивается до предела, сдвинулись обороты отсечки и т.д.

В этом случае температура смазки существенно повышается и многие водители устанавливают  комплект маслокулера для того, чтобы реализовать лучшее охлаждение масла в двигателе. Давайте рассмотрим принцип работы этого устройства  и его конструкцию более подробно.

Масляный охладитель двигателя: для чего нужен

Прежде всего, значительное увеличение нагрузок на мотор означает то, что в ряде случаев возникает и необходимость дополнительно охлаждать масло в двигателе. Масло часто перегревается именно тогда, когда двигатель раскручивается до максимальных оборотов и достаточно долго работает в таком режиме.

Также к перегреву масла может приводить и агрессивный стиль езды (частое раскручивание ДВС до отсечки). В этом случае смазке после понижения оборотов попросту недостаточно времени для остывания.

Если же двигатель форсированный, в этом случае температура масла заслуживает повышенного внимания. Не трудно догадаться, что тюнингованный мотор не был изначально рассчитан на такие нагрузки. Естественно, увеличивается и уровень тепловыделения, при этом теплоотвод остается штатным.

Обратите внимание, приведенная выше информация не означает, что любой двигатель после форсирования или работы в режимах максимальных нагрузок перегреется. Дело в том, что одни моторы имеют предрасположенность к перегреву масла и самого ДВС, тогда как другие нет. При этом хотя бы дополнительный контроль температуры масла лишним никак не будет.

Для  этого можно на начальном этапе установить датчик температуры и давления масла в двигателе. Как известно, такими датчиками многие автомобили штатно не оснащаются. Все, на что может рассчитывать водитель, это загорание сигнальной лампочки давления масла на панели приборов тогда, когда давление масла сильно упадет.

При этом не обязательно гнаться за дорогими высокоточными приборами типа Defi и т.п. Для мониторинга общей картины происходящего в масляной системе ДВС вполне подойдет дешевый или средний вариант. Также добавим, что специалисты рекомендуют обязательно ставить не только температурный датчик, но и датчик давления масла.

Причина — после нагрева масло разжижается, что закономерно приводит к падению давления в системе. При этом штатная аварийная лампочка может и не загореться, так как обычно ее загорание происходит при критических значениях.

Однако не стоит забывать о том, то даже если лампочка давления масла не горит, при низком давлении износ двигателя колоссальный. Получается, благодаря наличию отдельного датчика появляется возможность вовремя зафиксировать проблему и своевременно остановить двигатель.

Добавим, что допустимой температурой масла в норме является нагрев до + 100 градусов по Цельсию.  При этом для одних моторов даже нагрев до 110 градусов уже является высоким и может не пройти без последствий, тогда как другие спокойно переживают и 140-150. Однако в большинстве случаев последствия сильного перегрева масла в двигателе достаточно серьезные.

Первое, разжижается само масло, то есть происходит потеря его защитных и смазывающих свойств. В этом случае двигатель подвергается сильному износу. Также жидкое масло сильно расходуется на угар, а перегретая смазка попросту горит и коксует двигатель.

Более того, после перегрева масло следует сразу менять, так как дальнейшая эксплуатация ДВС на такой смазке  в значительной мере усиливает износ мотора,  приводит к залеганию колец, появлению масляного дыма из выхлопной трубы и скорому капремонту.

Комплект маслокулера для мотора: как выбрать и установить

Разобравшись с температурой масла, вернемся к самому маслокулеру. Вполне очевидно, что если после установки датчиков был замечен перегрев смазочного материала, тогда такому мотору крайне необходим охлади

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓
  • образование
  • Исследовательская работа
  • новаторство
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Alumni
  • О MIT
  • Больше ↓
    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Alumni
    • О MIT
Меню ↓ Поиск Меню О, похоже, мы не смогли найти то, что искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Посмотреть больше результатов

Предложения или отзывы?

,Промышленный теплообменник

: эксплуатация и техническое обслуживание для минимизации загрязнения и коррозии

1. Введение

Теплообменник

играет важную роль в промышленном применении. Реализуется в целях нагрева и охлаждения крупногабаритных промышленных технологических жидкостей [1]. Теплообменник представляет собой динамическую конструкцию, которая может быть адаптирована к любому промышленному процессу в зависимости от температуры, давления, типа жидкости, фазового потока, плотности, химического состава, вязкости и многих других термодинамических свойств [2, 3].Из-за глобального энергетического кризиса эффективное восстановление или рассеивание тепла стало жизненно важной задачей для ученых и инженеров [4].

Теплообменники предназначены для оптимизации площади поверхности стенки между двумя жидкостями, чтобы максимизировать эффективность, в то же время сводя к минимуму сопротивление потоку жидкости через теплообменники в пределах стоимости материала. Характеристики теплообменных поверхностей могут быть улучшены путем добавления гофров или ребер в теплообменнике, которые увеличивают площадь поверхности и могут направлять поток жидкости или вызывать турбулентность [5].Эффективность промышленных теплообменников можно отслеживать в режиме онлайн, отслеживая общий коэффициент теплопередачи в зависимости от его температуры, которая имеет тенденцию к снижению со временем из-за загрязнения [6].

Потенциальный ущерб оборудованию, вызванный образованием накипи, может быть очень дорогостоящим, если обработанная вода не обработана правильно. Химические вещества обычно используются для очистки воды в промышленности. В США в год выбрасывается в общей сложности 7,3 миллиарда долларов химических веществ в год, сбрасывается в ручьи и захороняется на свалках каждый год.Сорок процентов этих химикатов закупается промышленностью для контроля за масштабами в градирне, котле и другом теплопередающем оборудовании. Этот процент также представляет собой более 2 миллиардов долларов токсичных отходов, которые составляют триллион галлонов загрязненной воды, ежегодно выбрасываемой в землю, которая принадлежит всем нам.

Обслуживание загрязненных трубчатых теплообменников может выполняться несколькими методами, такими как кислотная очистка, пескоструйная обработка, струи воды под высоким давлением, очистка пули или бурильные штанги.В крупномасштабных системах охлаждения воды для теплообменников, обработка воды, такая как очистка, добавление химикатов, каталитический подход и т. Д., Используются для минимизации загрязнения теплообменного оборудования [7]. Другие процессы очистки воды также используются в паровых системах для электростанций, чтобы минимизировать загрязнение и коррозию теплообменника и другого оборудования. Большинство химических веществ и добавок, используемых для обрастания и смягчения коррозии, опасны для окружающей среды [8]. Итак, настали времена применять химикаты с подходами, благоприятными для окружающей среды [9, 10, 11].

2. О промышленном теплообменнике

Промышленный теплообменник - это теплообменное оборудование, которое использует процесс обмена тепловой энергией между двумя или более средами, доступными при различной температуре. Промышленные теплообменники применяются в различных отраслях промышленности, таких как энергетика, нефтегазовая промышленность, химическая переработка, транспортировка, альтернативные виды топлива, криогенная техника, кондиционирование воздуха и охлаждение, рекуперация тепла и другие отрасли.Кроме того, теплообменники - это оборудование, всегда тесно связанное с нашей повседневной жизнью, например, испарители, воздухоподогреватели, автомобильные радиаторы, конденсаторы и маслоохладители. В большинстве теплообменников поверхность теплопередачи отделяет жидкость, которая включает в себя широкий диапазон различных конфигураций потока для достижения желаемой производительности в различных применениях. Теплообменники могут быть классифицированы по-разному. Как правило, промышленные теплообменники были классифицированы в соответствии с конструкцией, процессами переноса, степенями поверхностной компактности, схемами потока, схемами проходов, фазой технологических жидкостей и механизмами теплопередачи, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1.

Классификация промышленного теплообменника [12].

3. Основные конструктивные решения для теплообменника

Конструктивные концепции теплообменника должны соответствовать нормальным технологическим требованиям, указанным в условиях эксплуатации для комбинаций не подверженных коррозии и коррозии условий и чистых и загрязненных условий. Одним из важнейших критериев конструкции теплообменника является то, что теплообменник должен быть спроектирован для простоты обслуживания, что обычно означает очистку или замену деталей, труб, фитингов и т. Д.повреждены в результате старения, вибрации, коррозии или эрозии в течение всего срока службы.

Следовательно, конструкция теплообменника должна быть максимально простой, особенно если ожидается сильное загрязнение. Благодаря минимизации температуры в сочетании с выбором скорости жидкости и уменьшением концентрации предшественников загрязнителя, снизится вероятность потенциального загрязнения. Кроме того, максимальная скорость потока должна быть разрешена при ограничениях падения давления и эрозии от потока. Кроме того, выбор материала в рамках ограниченных затрат замедляет накопление отложений и позволяет сократить время пребывания.Он также должен быть совместимым с точки зрения рН, коррозии и не только теплообменника, но также с точки зрения теплового оборудования и линий передачи теплообменника.

4. Загрязнение

Загрязнение всегда определяется как образование и накопление отложений нежелательных материалов на поверхностях оборудования для обработки. Эти материалы с очень низкой теплопроводностью обычно образуют на поверхности изоляцию, которая может сильно ухудшить характеристики поверхности при передаче тепла при разности температур, для которой она была разработана [13].Кроме того, загрязнение увеличивает сопротивление потоку жидкости, что приводит к большему падению давления в теплообменнике. На поверхностях теплопередачи может происходить много типов загрязнения, например, кристаллизационное загрязнение, загрязнение частицами, загрязнение коррозией, химическое загрязнение реакции, биологическое загрязнение и загрязнение затвердеванием [14]. Загрязнение может иметь очень дорогостоящий эффект в отраслях промышленности, что в конечном итоге увеличивает потребление топлива, прерывает эксплуатацию, снижает производственные потери и увеличивает затраты на техническое обслуживание [15].

Загрязнение формируется в пять этапов, которые можно суммировать как начало обрастания, перенос на поверхность, прикрепление к поверхности, удаление с поверхности и старение на поверхности [16]. Существует несколько параметров, влияющих на факторы загрязнения, такие как pH [9], скорость [17], объемная температура жидкости [18], температура поверхности теплопередачи, структура поверхности [19] и шероховатость [20, 21].

Общий процесс загрязнения обычно считается чистым результатом двух одновременных подпроцессов: процесса осаждения и процесса удаления, как показано на рисунке 2.Как показано на рисунке 3, рост этих отложений приводит к снижению производительности теплообменника со временем. Эта проблема влияет на энергопотребление промышленных процессов и, в конечном итоге, приводит к выходу оборудования из строя из-за отказа теплообменника, как показано на рисунке 4.

Рисунок 2.

Общий процесс загрязнения [22].

Рисунок 3.

Сопротивление обрастанию против временных кривых [22].

Рисунок 4.

Сильные отложения на трубопроводах теплообменника [24, 23].

5. Коррозия

Элементы окружающей среды, такие как почва, атмосфера, вода или водные растворы, обычно воздействуют на металлы и сплавы. Ухудшение этих металлов известно как коррозия. Приятно, что коррозия происходит из-за электрохимического механизма. Преждевременные сбои в работе различного оборудования вызваны коррозией в большинстве коммерческих процессов и инженерных работ, что приводит к нежелательным проблемам. Это включает в себя дорогостоящую поломку, внеплановое отключение и увеличение стоимости обслуживания.

Это время простоя усугубляется в таких областях, как химическая промышленность, нефтепереработка, морские и наземные электростанции, производство бумаги, кондиционирование воздуха, холодильники, производство продуктов питания и напитков. Следовательно, общая информация и механизм коррозии принесут большой интерес общественности и промышленности [24]. На процесс коррозии влияют различные параметры, как показано на рисунке 5. Следовательно, эти критерии должны учитывать основы проектирования теплообменников.

Рисунок 5.

Фактор, влияющий на коррозию [25].

6. Затраты, связанные с загрязнением

Помимо высокой стоимости загрязнения теплообменника, сообщается об очень небольшом количестве работ для точного определения экономических штрафов, вызываемых загрязнением. Следовательно, они связывают стоимость с аспектом различий конструкции и эксплуатации теплообменника. Тем не менее, надежные знания экономики загрязнения желательны для оценки экономической эффективности различных стратегий смягчения последствий [26, 27]. Общие расходы, связанные с загрязнением, включают следующее:

  1. Капитальные затраты

    Чрезмерная площадь поверхности, необходимая для преодоления тяжелых условий обрастания, затраты на укрепление фундамента, выделение дополнительных площадей и увеличение затрат на транспортировку и установку.

  2. Расходы на электроэнергию

    Расходы на дополнительное топливо, необходимое, если загрязнение приводит к сжиганию дополнительного топлива в теплообменном оборудовании для преодоления эффекта загрязнения.

  3. Расходы на техническое обслуживание

    Затраты на удаление отложений нагара, затраты на химикаты или другие эксплуатационные расходы на устройства против обрастания.

  4. Затраты на производственные потери

    Плановые или незапланированные остановки завода из-за засорения в теплообменниках могут вызвать большие производственные потери.Эти потери часто считаются основными затратами на обрастание и их очень трудно оценить.

  5. Дополнительные расходы на охрану окружающей среды

    Стоимость утилизации большого количества химического вещества / добавок, используемых для уменьшения загрязнения.

В разных странах сообщается об огромных затратах на обрастание. Steinhagen et al. сообщили о затратах на загрязнение в виде ВНП для некоторых стран, представленных в таблице 1.

UK
Страна Стоимость обрастания
млн. долл. США
ВНП (1984)
млрд. долл. США
Расходы на обрастание
% от ВНП
США 3860–7000
8000–10 000
3634 0.12-0.22
0.28-0.35
Япония 3062 1225 0,25
West Germany 1533 613 0,25
700 –930 285 0,20–0,33
Австралия 260 173 0,15
Новая Зеландия 0 0 23 23 23 15
Общий промышленный мир 26,850 13,429 0,20

Таблица 1.

Сметные расходы на обрастание, понесенные в некоторых странах (оценка 1992 года) [28].

7. В настоящее время предпринимаются усилия для решения проблем осаждения и коррозии обрастания.

Было проделано много работ для уменьшения образования обрастания и контроля коррозии. В последние годы были разработаны многочисленные методы для контроля загрязнения и коррозии [29].Эти методы можно классифицировать как химические средства (ингибитор), механические средства, меняющие фазы раствора, электромагнитные поля, электростатические поля, акустические поля, ультрафиолетовое излучение, радиационная или каталитическая обработка, обработка поверхности, зеленые добавки, волокно в виде суспензии, и т. д. В прошлом, хромат был успешным химическим агентом для защиты от коррозии и контроля роста кристаллов, пока он не был запрещен. Полифосфатный ингибитор коррозии был введен для замены добавок на основе хроматов.Этот ингибитор имеет тенденцию разлагать загрязнитель в воде, содержащей высокую кальциевую жесткость. Кнудсен и соавт. исследовано загрязнение водой с высоким содержанием кальция, содержащей ингибитор фосфатной коррозии. Четыре различных сополимера были использованы для ингибирования осаждения фосфата кальция, который включает акриловую кислоту / малеиновый ангидрид (AA / MA), акриловую кислоту / гидроксипропилакрилат (AA / HPA), акриловую кислоту / сульфоновую кислоту (AA / SA) и сульфированный стирол / малеиновый ангидрид (SS / MA). Исследования проводились путем изменения pH, температуры поверхности и скорости.В сообщении о расследовании указывалось, что AA / HPA и (AA / SA) оба очень эффективны в подавлении осаждения фосфата кальция и коррозии.

С другой стороны, материал катализатора, состоящий из цинка и турмалина, был исследован для уменьшения загрязнения и коррозии. Tijing et al. сообщили, что материал катализатора потенциально уменьшает образование обрастания карбонатом кальция [30]. Teng et al. сообщили о сходном обнаружении материала катализатора при смягчении воздействия сульфата кальция [31]. Более того, Tijing et al.дальнейшее расширение исследований с использованием того же материала катализатора для уменьшения коррозии на трубопроводах из углеродистой стали [31].

В прошлом большинство используемых методов, химикаты / добавки для обрастания и смягчения коррозии, были опасны для окружающей среды. Итак, настали времена применять метод зеленых технологий и химические подходы, благоприятные для окружающей среды [9, 10, 11].

8. Смягчение загрязнения с помощью зеленой технологии (каталитическое смягчение и зеленая добавка)

Физическая очистка воды (PWT) является хорошей альтернативой для безопасного и эффективного нехимического метода смягчения загрязнения.Примеры PWT включают постоянные магниты [32], устройства с соленоидной катушкой [33], зеленую добавку [34] и каталитические материалы и сплавы [35].

Для уменьшения образования накипи на поверхностях теплообмена часто используются химические добавки, но химикаты дороги и представляют опасность для окружающей среды и здоровья. Смягчение образования накипи сульфата кальция на поверхностях теплообменника с использованием натурального волокна древесной массы было проведено Кази [36] и др. В Малайском университете. Экспериментальная работа была разработана и изготовлена ​​для изучения использования натурального древесного целлюлозного волокна в качестве средства уменьшения загрязнения, как показано в таблице 2 и на рисунке 6.

Таблица 2.

Организация экспериментов по снижению загрязнения путем добавления зеленых добавок [36, 37].

Рисунок 6.

Принципиальная схема экспериментального контура потока [37, 36].

На рис. 7 показана зависимость сопротивления обрастанию от времени для раствора сульфата кальция с различной концентрацией волокон: 0,25% (1), 0,15% (2), 0,05% (3) и 0,02% (4) в минеральном растворе. , Результаты показывают, что волокна в растворе замедляют загрязнение на нагретых поверхностях, и замедление пропорционально концентрации волокна в растворе.Индукционный период также увеличился.

Рис. 7.

Устойчивость к обрастанию как функция времени для эвкалиптового волокна в пересыщенном растворе сульфата кальция [38, 37].

9. Очистка теплообменника

Чтобы поддерживать или восстанавливать эффективность теплообменника, часто необходимо очищать теплообменники. Методы очистки можно разделить на две группы: онлайн и автономная очистка [38]. В некоторых случаях очистку можно выполнять в режиме онлайн, чтобы поддерживать приемлемую производительность без прерывания работы.В других случаях должна использоваться автономная очистка.

9.1. Оперативная очистка

Оперативная очистка обычно использует механический метод, предназначенный только для трубки, и не требует разборки. Преимуществами онлайн-очистки являются непрерывность обслуживания теплообменника с надеждой на то, что простоя по очистке не произойдет. Тем не менее, это добавляет дополнительные затраты на установку нового теплообменника или большие затраты на модернизацию, и нет никакой гарантии, что все трубы будут достаточно очищены.

  1. Циркуляция шариков из губчатой ​​резины [39]

    Способ предотвращает накопление твердых частиц, образование биопленок и образование отложений и продуктов коррозии. Это применимо только для потока через внутреннюю часть труб.

  2. Две фазы обработки сульфатом железа

    Первая фаза включает начальную укладку защитной пленки. Второй этап включает в себя поддержание пленки, которая в противном случае была бы разрушена из-за сдвиговых эффектов потока.

  3. Хлорирование, используемое для борьбы с биологическим обрастанием [40]

  4. Ингибиторы солеотложений [10, 41, 42]

  5. Магнитные устройства [10, 43, 44]

  6. Sonic technology [45]

    Высокочастотные и низкочастотные звуковые излучатели (рога) используются для устранения проблем загрязнения на теплообменниках. Использование звука гораздо менее эффективно при липких и стойких отложениях, которые обычно связаны со шлаком.

  7. Онлайн химическая очистка [46]

    Ввод химических растворов в технологические потоки для целей очистки.

  8. Применение радиации [47]

    Радиационная стерилизация микробиологической воды, использование ультрафиолетового света и гамма-лучей рассматривались в течение длительного времени.

9.2. Очистка в автономном режиме

Альтернативой онлайн-очистке является остановка работы и очистка теплообменника. Автономная очистка может быть классифицирована как автономная химическая очистка или механические средства. Способ очистки предпочтителен без необходимости демонтажа теплообменников, но обычно необходимо иметь доступ к внутренним поверхностям.Было бы разумно рассмотреть вопрос об установке «резервного» теплообменника, что обеспечит возможность очистки загрязненного теплообменника при одновременном поддержании производства.

9.2.1. Механическая очистка в автономном режиме
  1. Сверление и штанга труб [28]

    К вращающемуся валу можно применять устройства, в том числе сверла, режущие и полирующие инструменты и щетки, которые могут быть изготовлены из различных материалов, например, из стали или нейлона, латуней в зависимости от типа латуни. на материал трубы и характер месторождения.

  2. Очистка с помощью взрывчатых веществ

    Используется для контролируемых взрывов, когда энергия для удаления отложений передается ударной волной в воздухе рядом с очищаемой поверхностью или общей вибрацией труб, вызвавшей взрыв. Это относительно новая инновация, внедренная в очистку котельной. Можно начать процесс очистки, пока структура еще горячая.

  3. Термический шок [48]

    Изменения температуры, особенно быстрые, вызывают растрескивание слоя грязи с возможностью отслаивания.Эта техника похожа на паровую пропитку. Промывка водой уносит вытесненный материал и повторяется до тех пор, пока не будут получены чистые поверхности.

9.2.2. Химическая очистка в автономном режиме
  1. Ингибитор фтористоводородной, соляной, лимонной, серной кислоты или EDTA (химический чистящий агент) для очистки от оксидов железа, кальция / магния (грязь) и др. [49].

    Ингибитор фтористоводородная кислота, безусловно, является наиболее эффективным агентом, но его нельзя использовать, если отложения содержат более 1% мас. / Об. Кальция.

  2. Хлорированные или ароматические растворители с последующей промывкой подходят для тяжелых органических отложений, например, смолы и полимеров (фулант) [50].

  3. Щелочные растворы перманганата калия [51] или паро-воздушная отслаивание [52] подходят для очистки от отложений углерода (загрязняющих веществ).

10. Заключение

Загрязнение и коррозия являются основным неразрешенным кризисом в работе теплообменника. Хотя проблемы осаждения обрастаний и их влияние на экономику являются серьезной проблемой, в соответствующих органах власти по-прежнему отсутствует осведомленность.Кроме того, штрафы за коррозию многочисленны и разнообразны, и их влияние на эффективную, надежную и безопасную эксплуатацию оборудования или конструкций часто является более серьезным, чем простая потеря массы металла. Поэтому настоящий документ будет способствовать заинтересованной организации в разных странах, серьезности этой проблемы и применению возможного подхода к смягчению последствий.

Для промышленности правильный метод очистки и контроль играют важную роль в снижении производственных затрат.Стоимость производства значительно увеличивается из-за использования химикатов, работ по техническому обслуживанию и потери времени простоя и потери воды. Следовательно, соответствующие органы должны осознать важность контроля коррозии, очистки от загрязнений и обеспечить соблюдение определенного стандарта процедуры очистки в промышленности.

Благодарности

Авторы выражают благодарность за исследовательский грант с высокой отдачей UM.C / 625/1 / HIR / MOHE / ENG / 45, UMRG RP012A-13AET, Фонд исследований для аспирантов университетов (PPP) (e.грамм. PG109-2015A), Ливерпульский университет Джона Мураса в Великобритании и Малайский университет, Малайзия за поддержку в проведении этой исследовательской работы.

типов теплообменников, используемых на судне

Различные типы теплообменников используются на судне. Тип теплообменника, используемого для конкретного использования, зависит от области применения и требований. Почти все системы на борту судна зависят от теплообменника, где жидкость либо охлаждается, либо нагревается.

Типы теплообменников в основном определяются их конструкцией и являются следующими:

1) Теплообменник кожухотрубного типа

Это наиболее популярный тип конструкции с кожухом, сопровождающим несколько труб, и потоком жидкости в Охлаждаться в основном через трубки, тогда как вторичная жидкость протекает через трубки внутри оболочки.

Кожухотрубный теплообменник чрезвычайно экономичен в установке и прост в уходе; однако частота обслуживания выше, чем у других типов.

В этом теплообменнике вся оболочка оснащена трубным блоком или обычно называется оболочкой. На обеих сторонах корпуса имеются две концевые пластины, и на одном конце предусмотрены приспособления для расширения. Охлаждающая жидкость проходит через трубки, которые запечатаны с обоих концов, в трубную пластину.Трубки закреплены в пластине с помощью колокольчика и расширения.

См. Также: Как проводить техническое обслуживание судовых теплообменников на судах?

Оболочка закрыта водяными камерами, которые полностью окружают трубные пластины. Охладители могут быть однопроходными или двухпроходными, демонстрируя поток охлаждающей жидкости.

Прокладки установлены между трубными пластинами и оболочкой; аналогично между трубной пластиной и торцевой крышкой, чтобы удовлетворить утечки из охладителя.

Другая сторона трубчатой ​​пластины, которая не зафиксирована, может свободно перемещаться и имеет уплотнения по обе стороны от защитного расширительного кольца. Охлаждающая жидкость или охлаждаемая жидкость может вытечь и, следовательно, будет видна, предотвращая любое перемешивание или загрязнение.

Основной охладитель пресной воды, охлаждающий двигатель, и основной охладитель смазочного масла двигателя обычно циркулируют с морской водой, которая, по-видимому, проходит через трубки охладителя.

См. Также: Общий обзор центральной системы охлаждения на судах

Корпус, напротив, контактирует с охлаждаемой жидкостью, главным образом смазкой.масло или дистиллированная пресная вода с антикоррозионными химикатами, которые добавляются непосредственно в расширительные баки, чтобы сохранить защитный слой внутри трубопроводов, предотвращая тем самым коррозию. Drew Marine предлагает Liquidewt, а Unitor - жидкость Rocor NB, которая обычно используется для ингибирования коррозии. Оболочка может быть из чугуна или стали. Рекомендуется устанавливать кулеры вертикально, чтобы обеспечить автоматическую вентиляцию воздуха из системы, поскольку воздушный шлюз вызывает чрезмерный перегрев и уменьшает эффективную площадь поверхности охлаждения охлаждаемой жидкости.

На трубном пучке установлены дефлекторы, которые ведут к охлаждению и охлаждению жидкости, тем самым увеличивая эффективную площадь поверхности охлаждения. Они также поддерживают трубы, обеспечивая прочность и жесткость пучка.

Алюминиевая латунь обычно используется для изготовления труб, которая на 76% состоит из меди; 22% цинка и 2% алюминия.

Жертвенные аноды используются на стороне морской воды для предотвращения коррозии, так как они сначала подвергаются коррозии и предотвращают образование электролита в морской воде.

Трубы могут преждевременно выходить из строя, так как вода может быть загрязнена в прибрежных районах или из-за чрезмерной турбулентности из-за скоростей потока морской воды. Вода сталкивается с высокой скоростью и, следовательно, может выходить из строя труб. Таким образом, скорость морской воды должна быть ниже 2,5 м / с в случае алюминиевой латуни. Требуется небольшая турбулентность, которая в конечном итоге уменьшает заиление и оседание в трубах.

Эксплуатация кожухотрубного охладителя

  • Испытание герметичности трубопровода должно быть выполнено до того, как кожухотрубчатый охладитель будет использован для фактической работы.Охлаждающая жидкость и охлаждаемая жидкость должны циркулировать, промываться и проверяться на утечки.
  • Обычно рекомендуется запускать чистую охлаждающую жидкость в трубах во время начальной фазы циркуляции, так как мусор может разрушить защитный слой в трубах. Впускной и выпускной клапаны морской воды обычно полностью открыты, но охлаждаемая жидкость может быть обойдена при необходимости трехходовым клапаном регулирования температуры.
  • Вентиляционные отверстия предусмотрены с обеих сторон среды, в основном охлаждающей жидкости и охлаждаемой жидкости.Вентиляционные отверстия должны открываться первыми после начальной циркуляции жидкости или после технического обслуживания, чтобы удалить воздух, что может значительно увеличить разницу температур.
  • Сливные пробки установлены в кулерах в самых низких точках, чтобы полностью слить кулер во время технического обслуживания. Однопроходные вертикально установленные охладители обеспечат автоматическую вентиляцию, но с горизонтально установленными охладителями отвод охлаждающей воды на входе должен быть направлен вниз, а вода на выходе - вверх для автоматической вентиляции воздуха.

См. Также: Объяснение теплообменников на судне

Техническое обслуживание охладителя с кожухом и трубчатым теплообменником

При соблюдении мер безопасности жидкости должны быть полностью изолированы, а затем следует открыть охладитель.

  • Поверхности теплопередачи должны быть очищены должным образом, что является основой для удовлетворительной работы охладителя кожухотрубного типа. Морская вода загрязняет охлаждающие поверхности из-за роста растений и животных, о чем свидетельствует увеличение разницы температур между охлаждением и охлаждаемой жидкостью.Кроме того, изменения давления будут указывать на то же
  • Чрезмерная коррозия может привести к утечке труб. Утечка может быть определена следующим методом:
    • Слейте охлаждаемую жидкость в камере для жидкости через дренажный клапан, расположенный внизу, и откройте камеру.
    • Заполните основной корпус пресной водой и подайте в него давление, подавая давление воздуха или гидравлическое давление сверху. Соединение может быть установлено, если оно не указано.
    • После полного высыхания можно идентифицировать протекающую трубку
    • Если утечка происходит из расширительной части трубки в трубке пластина, затем она может быть немного расширена, что может остановить утечку
    • Протекающая труба может быть затем заглушена с обеих сторон деревянными заглушками, предоставленными производителем, или также может быть изготовлена ​​
    • Также можно заменить протекающую трубу, в зависимости от ее состояния
    • Протечь трубу можно, сделав отверстие в трубе с помощью сверла или расширителя 0.На 5 мм меньше наружного диаметра трубки на глубину расширения.
    • Затем можно было вставить инструмент для вытягивания трубки и медленно постучать по нему, чтобы выбить его с другого конца
    • Новая трубка может установить, вставив расширитель трубки в обе стороны трубки и расширив его
    • Толщина стенки уменьшения = (толщина стенки трубы до расширения - толщина стенки трубы после расширения) / толщина стенки трубы до расширения X100 %
    • Вышеуказанное значение должно быть в пределах 5-8%

2) Пластинчатый теплообменник

Пластинчатый теплообменник состоит из тонких гофрированных пластин, соединенных параллельно, создавая полость для поток жидкости внутри него.Альтернативные стороны пластины несут две разные жидкости, между которыми осуществляется теплообмен.

Установка этого типа теплообменника обходится дороже, чем кожухотрубного типа, но стоимость обслуживания намного ниже.

Эффективность пластинчатого типа выше, чем у кожухотрубного типа при одинаковом размере агрегата, и может выдерживать высокое давление.

Кулеры пластинчатого типа можно легко открывать для очистки, и поэтому их удобно устанавливать и чистить, поскольку для их установки требуется минимальное пространство.

Они очень эффективны по сравнению с кожухотрубными кулерами одинакового размера и одинаковой производительности.

Они состоят из аналогичных металлических пластин, которые имеют узорчатую гофру и уплотнены друг от друга нитриловыми резиновыми соединениями.

Первая и последняя пластины, также называемые самыми внутренними и самыми внешними пластинами, удерживаются вместе рамками с обеих сторон и дополнительно устанавливаются на место стяжными болтами.

Четыре патрубка на прижимной плите совмещены с отверстиями в плитах, через которые проходят две жидкости.Уплотнения вокруг отверстий расположены так, что одна жидкость течет поочередно между пластинами и обычно в противоположном направлении.

Гофры пластин способствуют турбулентности в потоке обеих жидкостей и тем самым способствуют эффективной теплопередаче. Турбулентность, в отличие от плавного потока, заставляет больше жидкости проходить между пластинами и вступать в контакт с ними.

Это также разрушает пограничный слой жидкости, который имеет тенденцию прилипать к металлу и действовать как тепловой барьер, когда поток медленный.

Гофры делают пластины жесткими, что позволяет использовать тонкий материал. Они также увеличивают площадь пластины. Оба эти фактора способствуют эффективности теплообмена.

Чрезмерная турбулентность может вызвать эрозию материала пластины, и поэтому необходимо учитывать умеренные скорости потока. Титановые листы, хотя и дорогие, обычно используются, так как они имеют лучшую устойчивость к коррозии и эрозии. Резиновые уплотнения между пластинами соединяются с поверхностями пластин специальными клеями и удаляются ацетоном, если таковые имеются.

Резиновые уплотнения не подходят для экстремально высоких температур, поскольку они теряют свою эластичность, затвердевают, становятся хрупкими и, в конечном итоге, ломаются, когда охладитель открывается для очистки и осмотра. Резиновые соединения должным образом сжимаются, когда они затягиваются зажимными болтами и, следовательно, обеспечивают хорошее уплотнение в них.

Длина соединительных болтов должна быть правильно измерена перед открытием охладителя пластинчатого типа для технического обслуживания и осмотра, так как чрезмерное затягивание пластин может полностью согнуть их и сделать их бесполезными и может быть дорогостоящим.Недостаточная затяжка может привести к утечке пластин. Таким образом, стяжные болты должны быть затянуты с правильным крутящим моментом, как указано в руководстве по эксплуатации.

Кулеры пластинчатого типа очень дороги из-за титановых пластин, но их низкие эксплуатационные расходы и низкие эксплуатационные расходы перевешивают их дороговизну.

Ремонт охладителя пластинчатого типа

Когда охладители пластинчатого типа открыты для осмотра, они должны быть проверены на наличие дыр, чтобы не допустить утечки.Кроме того, соединения должны быть проверены на их уплотняющие поверхности и склеивание.

Охладители этого типа имеют фильтр на стороне морской воды, который следует регулярно открывать для удаления мусора, который, по-видимому, может привести к протечке соединений, а также уменьшит площадь теплопередачи.

Если кулеры должны быть выведены из эксплуатации на длительные периоды, то сторона морской воды должна быть полностью слита, промыта пресной водой и затем высушена для повторного использования.

3) Пластинчато-ребристый теплообменник

Пластинчато-ребристый теплообменник сконструирован аналогично пластинчатому теплообменнику, но также содержит ребра для повышения эффективности системы. Используется алюминиевый сплав, так как он обеспечивает более высокую эффективность теплопередачи и снижает вес устройства.

Ребра могут быть зафиксированы перпендикулярно направлению потока и известны как смещенные ребра. Ребра, закрепленные параллельно направлению потока, являются прямыми. Ребра могут быть зафиксированы в форме кривизны для усиления теплообменного эффекта и поэтому известны как волнистые ребра.КПД этого теплообменника несколько выше, чем у пластинчатого блока, но стоимость монтажа и обслуживания выше.

См. Также: Управление энергоэффективностью в морской промышленности

4) Поверхностный теплообменник с динамической очисткой

В этом теплообменнике из-за непрерывной утилизации поверхности достигается длительное время работы, которое помогает в улучшении эффективность теплопередачи и уменьшение загрязнения системы.

Утилизация производится ножевым блоком, управляемым приводным валом с таймером, движущимся внутри рамы. Этот теплообменник обычно используется для передачи тепла высоковязкой жидкости за счет увеличения турбулентности жидкости. Стоимость обслуживания меньше по сравнению с другими типами из-за процесса автоматической очистки.

5) Теплообменник с фазовым переходом

Как следует из названия, этот тип теплообменника используется для изменения фазы среды от твердой к жидкой или жидкой к газу по принципу теплопередачи.Этот тип обычно работает в цикле замораживания и плавления, чтобы произошло изменение фазы.

Теплообменник обычно сконструирован как кожухотрубный теплообменник, но состоит, по крайней мере, из двух перегородок для создания верхнего и нижнего кольцевого пространства для прохода потока. Он также состоит из ребер в обоих проходах для эффективной передачи тепла.

6) Спиральный теплообменник

Этот тип теплообменника состоит из проходных каналов концентрической формы, которые помогают создавать турбулентный поток жидкости, который, в свою очередь, повышает эффективность теплообмена.Начальная стоимость установки выше, но очень эффективна по сравнению с другими типами, так как экономия места намного больше из-за компактного размера. Стоимость обслуживания самая низкая по сравнению с другими типами для такого же размера устройства.

Поток жидкости в спиральном типе - это вращающийся поток тока, который сам обладает свойством самоочищения загрязнений внутри спирального тела.

7) Теплообменник с прямым контактом

В этом типе теплообменника внутри блока нет разделительной стенки.Обе среды находятся в прямом контакте для процесса теплообмена.

Теплообменники с прямым контактом могут быть далее классифицированы как

1. Газ-жидкость

2. Несмешивающаяся жидкость-жидкость

3. Твердо-жидкость или твердый газ

Охладитель наддувочного воздуха

  • Заряд после турбокомпрессоров устанавливаются воздухоохладители или обычно известные как воздухоохладители для снижения температуры воздуха перед его поступлением в цилиндр двигателя.
  • Охладители наддувочного воздуха оснащены ребрами для увеличения поверхности теплообмена, поскольку сам воздух обладает плохими теплообменными свойствами.
  • Сплошные волоченые трубы пропускаются через тонкие пластины из медных ребер и соединяются пайкой для максимальной теплопередачи. Концы трубок фиксируются в пластинах труб путем расширения и пайки труб.
  • Воздух охлаждается до температуры точки росы, поэтому содержание влаги в воздухе удаляется путем осаждения, поскольку содержание воды вызывает коррозию серы, если она попадает в цилиндр двигателя.Конденсация поступает в бак воздухоохладителя, если он установлен, иначе направляется в трюмную скважину напрямую

См. Также: 10 баллов за эффективную работу турбокомпрессора на судах

Внутренний или дополнительный охладитель (для воздушных компрессоров)

  • Охладители этого типа очень похожи на охладители наддувочного воздуха, поскольку их функция заключается в снижении температуры воздуха до температуры точки росы и, в конечном итоге, выделении влаги, которая может попасть в цилиндр компрессора.
  • Охладители этого типа оснащены карманами и сливными клапанами для удаления влаги и масла.
  • Эти типы кулеров могут быть специальными U-трубными кулерами с медными трубками, поскольку они занимают очень мало места и составляют неотъемлемую часть воздушного компрессора. Эти кулеры также называются змеевиками.
  • Они обычно используются для приложений высокого давления. Они дорогие и их трудно чистить.
  • Они имеют низкую эффективность теплопередачи из-за большого диаметра трубы.
  • Медные трубки могут быть паяны, если они начинают протекать или могут быть подключены в соответствии с удобством.

См. Также: Эффективность воздушного компрессора и использование сжатого воздуха на судне

Отказ от ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают взгляды Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются, в статье были получены из доступной информации и не были заверены никаким установленным законом органом.Автор и Marine Insight не утверждают, что он является точным, и не несут никакой ответственности за это. Мнения представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно каких-либо действий, которым должен следовать читатель.

Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

.

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020