Научные основы повышения эксплуатационных показателей высокооборотных судовых ДВС совершенствованием их охлаждения

• Автор: Жуков, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 427 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОРГАНИЗАЦИИ ЭФФЕКТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СУДОВЫХ ДВС
1.1. Эксплуатационные требования и показатели технико-экономического совершенства и экологической безопасности судовых ДВС

1.2. Тепловой баланс, температурное и теплонапряженное состояние деталей ДВС

1.3. Влияние конструктивных и режимных характеристик систем охлаждения на эксплуатационные показатели судовых ДВС

1.4. Теплообмен в полостях охлаждения ДВС

1.5. Эксплуатационные свойства охлаждающих жидкостей ДВС

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

2. ВЛИЯНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ НА РАБОЧИЙ ЦИКЛ СУДОВОГО ДВС
2.1. Охлаждение наддувочного воздуха
2.2. Охлаждение деталей цилиндропоршневой группы
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СУДОВЫХ ДВС
3.1. Совершенствование параметров водно-химического режима
систем охлаждения судовых ДВС
3.2. Совершенствование режимных параметров систем охлаждения
3.3. Выбор конструктивных параметров, обеспечивающих повышение
надежности ДВС
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В СУДОВЫХ ДВС
4.1. Влияние режимных параметров систем охлаждения на энергетические и экономические показатели ДВС
4.2. Влияние водно-химических параметров систем охлаждения на энергетические и экономические показатели ДВС

4.2.1. Влияние состава охлаждающих жидкостей на теплообмен
4.2.2. Влияние состава охлаждающей жидкости на гидравлические потери в
контуре охлаждения
4.3. Энергосберегающая модернизация системы охлаждения ДВС
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СУДОВЫХ ДВС
5.1. Влияние режимов охлаждения наддувочного воздуха на экологические показатели ДВС
5.2. Влияние состава охлаждающей жидкости и режима охлаждения на экологические показатели ДВС
5.3. Конструктивные мероприятия для улучшения экологических показателей

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
6. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ОХЛАЖДЕНИЯ СУДОВЫХ ДВС
6.1. Методология оптимизации параметров охлаждения ДВС
6.2. Жидкостная система охлаждения комбинированного двигателя как объект оптимизации
6.3. Энергетический эффект высокотемпературного охлаждения
6.4. Многофакторная оптимизация охлаждения ДВС
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
7. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОХЛАЖДЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВЫХ ДВС
7.1. Регулирование режимных параметров охлаждения
7.2. Процессы старения теплоносителей систем охлаждения
7.3. Обеспечение водно-химических режимов охлаждения судовых ДВС в
процессе эксплуатации
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВОД - высокооборотный двигатель
ВТО - высокотемпературное охлаждение
ИРП - индикатор рабочего процесса
ДВС - двигатель внутреннего сгорания
МОД - малооборотный двигатель
ОЖ - охлаждающая жидкость
ОНВ - охладитель наддувочного воздуха
ПАА - полиакриламид
ПАВ - поверхностно-активное вещество
ПВС - поливиниловый спирт
СО - система охлаждения
СОД - среднеоборотный двигатель
СЭУ - судовая энергетическая установка
УЭП - удельная электропроводность жидкости
ЦП! - цилиндропоршневая группа
ЭГ - этиленгликоль
а - коэффициент избытка воздуха; коэффициент теплоотдачи Р - объемный коэффициент теплового расширения уг - защитный эффект и - поверхностное натяжение V - вязкость р - плотность
А=р2/рс — степень повышения давления в процессе сгорания
в - краевой угол
г|е~ эффективный КПД
ту - индикаторный КПД
цм - механический КПД
ту, - коэффициент наполнения
со - угловая скорость

теплообменников, увеличивает скорость коррозионных разрушений, снижает ресурс систем, увеличивает затраты на техническое обслуживание и ремонт двигателей. В таких системах более вероятно появление негерметичности в теплообменниках, что вызывает попадание воды во всасывающий воздушный коллектор или масла во внешний контур охлаждения, что, кроме потерь дорогостоящих нефтепродуктов, вызывает загрязнение окружающей среды. Для устранения подобных опасностей разрабатываются трехконтурные системы охлаждения, в которых забортная вода используется только для охлаждения промежуточного теплоносителя второго контура, который в свою очередь прокачивается через воздушные, масляные и жидкостные охладители.
Принципиальная схема трехконтурной системы охлаждения, реализованная на двигателе Sulzer S 20 ( 6 ЧН 20/30, Ne = 960 кВт, п = 1000 об/мин ) [209] представлена на рис. 1.5.
Рис. 1.5. Схема трехконтурной системы охлаждения двигателя 8и1гег
Особенностью этой системы является то, что низкотемпературный и высокотемпературный контуры постоянно сообщаются друг с другом. В системе два регулятора температуры, теплообменники включены в схему параллельно друг другу.