Морський повітряний охолоджувач: як він працює

Судновий охолоджувач наддувочного повітря (CAC, також званий проміжним охолоджувачем) — це теплообмінник, встановлений між турбокомпресором і циліндрами двигуна 2-тактних і 4-тактних суднових дизельних двигунів. Його основна робота: охолоджувати гаряче стиснене повітря з турбонаддувом перед тим, як воно потрапить у камери згоряння двигуна.

-Гаряче стиснене повітря виходить із турбокомпресора

Турбокомпресор стискає всмоктуване повітря для підвищення потужності двигуна. Стиснення різко підвищує температуру повітря, часто 180 ~ 230 градусів. Гаряче повітря має меншу щільність; менше кисню для згоряння, вищі викиди NOₓ і теплове навантаження двигуна.

-Теплопередача всередині охолоджувача наддувального повітря

Гаряче наддувне повітря тече через пучки ребристих труб. Морська вода / прісна вода для охолодження тече всередині труб. Теплопередача від гарячого повітря → ребра → стінка труби → охолоджуюче середовище. Температура повітря зазвичай падає до 45-55 градусів перед входом у двигун.

-Ціндри подають щільне прохолодне повітря

Охолоджене повітря стає щільнішим, надаючи більше кисню для спалювання палива.

Два типи контуру охолодження для морських CAC

1. Охолодження морською водою (пряме)

Охолоджувальне середовище: морська вода всередині труб, зазвичай 90-10 мельхіорових труб.
>Плюси: сильна охолоджувальна здатність.
>Мінуси: ризик корозії, ерозії-корозії, забруднення; вимагає регулярного очищення.

2. Охолодження прісною водою (непрямий / закритий контур)

Закрита свіжа гліколева вода циркулює через охолоджувач зарядного повітря; прісна вода потім охолоджується окремим теплообмінником морської води.
>Плюси: менша корозія труби, довший термін служби серцевини CAC.
>Мінуси: більша система, дещо вища температура повітря на виході.

Ключові переваги роботи охолоджувача наддувального повітря

- Збільште потужність двигуна
- Зменшити температуру вихлопу та термічне навантаження на деталі двигуна
- Зменшення утворення NOₓ (відповідає нормам щодо викидів у морський транспорт)
- Підвищення ефективності спалювання палива, зниження споживання палива

Поширені морські проблеми в реальному світі

- Забруднення з боку повітря: масляний туман, відкладення сажі блокують ребра → погане охолодження, вища температура повітря на виході
- Утворення накипу з боку води/морське біообростання зменшує потік і теплопередачу
- Витік трубки: змішування морської води з вхідним повітрям спричиняє ризик корозії двигуна