Opciones de funcionamiento de la unidad de refrigeración: funcionamiento con sobrecalentamiento normal; con sobrecalentamiento insuficiente; sobrecalentamiento severo.
Funcionamiento con sobrecalentamiento normal.
Diagrama de la unidad de refrigeración.
Por ejemplo, el refrigerante se suministra a una presión de 18 bar y la presión de succión es de 3 bar. La temperatura a la que hierve el refrigerante en el evaporador es t 0 = −10 °C, a la salida del evaporador la temperatura de la tubería con el refrigerante es t t = −3 °C.
Recalentamiento útil ∆t = t t − t 0 = −3− (−10)= 7. Este es el funcionamiento normal de una unidad de refrigeración con intercambiador de calor de aire. EN evaporador El freón se evapora por completo en aproximadamente 1/10 del evaporador (más cerca del final del evaporador), convirtiéndose en gas. Luego, el gas se calentará a temperatura ambiente.
El sobrecalentamiento es insuficiente.
La temperatura de salida no será, por ejemplo, −3 sino −6 °C. Entonces el sobrecalentamiento es de sólo 4 °C. El punto donde el refrigerante líquido deja de hervir se acerca a la salida del evaporador. Por tanto, la mayor parte del evaporador está lleno de refrigerante líquido. Esto puede suceder si la válvula de expansión termostática (TEV) suministra más freón al evaporador.
Cuanto más freón haya en el evaporador, más vapores se formarán, mayor será la presión de succión y aumentará el punto de ebullición del freón (digamos que ya no es −10, sino −5 °C). El compresor comenzará a llenarse con freón líquido porque la presión ha aumentado, el caudal de refrigerante ha aumentado y el compresor no tiene tiempo de bombear todos los vapores (si el compresor no tiene capacidad adicional). Con este tipo de operación, la capacidad de enfriamiento aumentará, pero el compresor puede fallar.
Sobrecalentamiento severo.
Si el rendimiento de la válvula de expansión es menor, entrará menos freón al evaporador y se evaporará antes (el punto de ebullición se acercará a la entrada del evaporador). Toda la válvula de expansión y los tubos posteriores se congelarán y se cubrirán de hielo, pero el 70 por ciento del evaporador no se congelará en absoluto. Los vapores de freón en el evaporador se calentarán y su temperatura puede alcanzar la temperatura ambiente, por lo tanto ∆t ˃ 7. En este caso, la capacidad de enfriamiento del sistema disminuirá, la presión de succión disminuirá y los vapores de freón calentados pueden dañar el estator del compresor.
Se entiende por subenfriamiento del condensado una disminución de la temperatura del condensado frente a la temperatura. vapor saturado, entrando al condensador. Se señaló anteriormente que la cantidad de sobreenfriamiento del condensado está determinada por la diferencia de temperatura t norte -t A .
El subenfriamiento del condensado conduce a una disminución notable en la eficiencia de la instalación, ya que con el subenfriamiento del condensado aumenta la cantidad de calor transferido en el condensador al agua de refrigeración. Un aumento del subenfriamiento del condensado de 1°C provoca un exceso de consumo de combustible en instalaciones sin calentamiento regenerativo del agua de alimentación de un 0,5%. Con el calentamiento regenerativo del agua de alimentación, el exceso de consumo de combustible en la instalación es algo menor. EN instalaciones modernas en presencia de condensadores de tipo regenerativo, subenfriamiento del condensado en condiciones normales de funcionamiento unidad de condensación no supera los 0,5-1°C. El subenfriamiento del condensado se debe a las siguientes razones:
a) violación de la densidad del aire del sistema de vacío y aumento de la succión de aire;
b) nivel alto condensado en el condensador;
c) flujo excesivo de agua de refrigeración a través del condensador;
d) defectos de diseño del condensador.
Aumentar el contenido de aire en el vapor-aire.
La mezcla conduce a un aumento de la presión parcial del aire y, en consecuencia, a una disminución de la presión parcial del vapor de agua con respecto a la presión total de la mezcla. Como resultado, la temperatura del vapor de agua saturado y, por tanto, la temperatura del condensado, será menor que antes del aumento del contenido de aire. Por tanto, una de las medidas importantes destinadas a reducir el subenfriamiento del condensado es garantizar una buena densidad del aire en el sistema de vacío de la turbina.
Con un aumento significativo en el nivel de condensado en el condensador, puede ocurrir el fenómeno de que las filas inferiores de los tubos de enfriamiento sean lavadas por el condensado, como resultado de lo cual el condensado se sobreenfriará. Por lo tanto, es necesario asegurarse de que el nivel de condensado esté siempre por debajo de la fila inferior de tubos de refrigeración. el mejor remedio Prevenir un aumento inaceptable en el nivel de condensado es un dispositivo para regularlo automáticamente en el condensador.
Un flujo excesivo de agua a través del condensador, especialmente a bajas temperaturas, provocará un aumento del vacío en el condensador debido a una disminución de la presión parcial del vapor de agua. Por lo tanto, el flujo de agua de refrigeración a través del condensador debe ajustarse dependiendo de carga de vapor del condensador y de la temperatura del agua de refrigeración. En ajuste correcto caudal de agua de refrigeración en el condensador, se mantendrá un vacío económico y el subenfriamiento del condensado no superará el valor mínimo para un condensador determinado.
El sobreenfriamiento del condensado puede ocurrir debido a fallas de diseño del condensador. En algunos diseños de condensadores, como resultado de la estrecha disposición de los tubos de enfriamiento y su mala distribución a lo largo de las placas de los tubos, se crea una gran resistencia al vapor, que en algunos casos alcanza 15-18 mm Hg. Arte. La alta resistencia al vapor del condensador conduce a una disminución significativa de la presión por encima del nivel del condensado. Se produce una disminución de la presión de la mezcla por encima del nivel del condensado debido a una disminución de la presión parcial del vapor de agua. Por tanto, la temperatura del condensado es significativamente menor que la temperatura del vapor saturado que ingresa al condensador. En tales casos, para reducir el sobreenfriamiento del condensado, es necesario realizar modificaciones estructurales, es decir, retirar algunos de los tubos de refrigeración para instalar pasillos en el haz de tubos y reducir la resistencia al vapor del condensador.
Hay que tener en cuenta que la retirada de parte de los tubos de refrigeración y la consiguiente reducción de la superficie de refrigeración del condensador conduce a un aumento de la carga específica del condensador. Sin embargo, aumentar la carga de vapor específica suele ser bastante aceptable, ya que los diseños de condensadores más antiguos tienen una carga de vapor específica relativamente baja.
Revisamos los principales problemas del funcionamiento de equipos de unidades de condensación. turbina de vapor. De lo anterior se deduce que al operar una unidad de condensación se debe prestar atención principal a mantener un vacío económico en el condensador y garantizar un subenfriamiento mínimo del condensado. Estos dos parámetros afectan significativamente la eficiencia de la unidad de turbina. Para ello es necesario mantener una buena densidad del aire. Sistema de vacío unidades de turbina, garantizar el funcionamiento normal de los dispositivos de extracción de aire, bombas de circulación y condensado, mantener limpios los tubos del condensador, controlar la densidad del agua del condensador, evitar un aumento en la succión de agua cruda, garantizar el funcionamiento normal de los dispositivos de enfriamiento. La instrumentación, reguladores automáticos, dispositivos de señalización y control disponibles en la instalación permiten al personal de mantenimiento controlar el estado de los equipos y el modo de funcionamiento de la instalación y mantener modos de funcionamiento que aseguren un funcionamiento altamente económico y fiable de la instalación.
En el condensador, el refrigerante gaseoso comprimido por el compresor pasa a estado líquido (se condensa). Dependiendo de las condiciones de funcionamiento del circuito frigorífico, el vapor del refrigerante puede condensarse total o parcialmente. Para el correcto funcionamiento del circuito frigorífico es necesaria la condensación completa del vapor del refrigerante en el condensador. El proceso de condensación ocurre en temperatura constante, llamada temperatura de condensación.
El subenfriamiento del refrigerante es la diferencia entre la temperatura de condensación y la temperatura del refrigerante que sale del condensador. Mientras haya al menos una molécula de gas en la mezcla de refrigerante gaseoso y líquido, la temperatura de la mezcla será igual a la temperatura de condensación. Por lo tanto, si la temperatura de la mezcla en la salida del condensador es igual a la temperatura de condensación, entonces la mezcla de refrigerante contiene vapor, y si la temperatura del refrigerante en la salida del condensador es menor que la temperatura de condensación, entonces esto indica claramente que la El refrigerante se ha vuelto completamente líquido.
Sobrecalentamiento del refrigerante es la diferencia entre la temperatura del refrigerante que sale del evaporador y el punto de ebullición del refrigerante en el evaporador.
¿Por qué es necesario sobrecalentar los vapores del refrigerante ya evaporado? El objetivo de esto es asegurarse de que se garantice que todo el refrigerante cambie a un estado gaseoso. La presencia de una fase líquida en el refrigerante que ingresa al compresor puede provocar golpes de ariete y dañar el compresor. Y dado que la ebullición del refrigerante ocurre a una temperatura constante, no podemos decir que todo el refrigerante se ha evaporado hasta que su temperatura excede su punto de ebullición.
En los motores de combustión interna tenemos que afrontar el fenómeno vibraciones torsionales ejes Si estas vibraciones amenazan la resistencia del cigüeñal en el rango operativo de velocidad de rotación del eje, entonces se utilizan antivibradores y amortiguadores. Se colocan en el extremo libre del cigüeñal, es decir, donde se producen las mayores fuerzas de torsión.
fluctuaciones.
Fuerzas externas obligan al cigüeñal diésel a sufrir vibraciones de torsión.
Estas fuerzas son la presión del gas y las fuerzas de inercia de la biela y el mecanismo de manivela, bajo cuya acción variable se crea un par que cambia continuamente. Bajo la influencia de un par desigual, las secciones del cigüeñal se deforman: se tuercen y se desenrollan. En otras palabras, en el cigüeñal se producen vibraciones de torsión. La compleja dependencia del par del ángulo de rotación del cigüeñal se puede representar como una suma de curvas sinusoidales (armónicas) con diferentes amplitudes y frecuencias. A una cierta frecuencia de rotación del cigüeñal, la frecuencia de la fuerza perturbadora, en en este caso cualquier componente del par puede coincidir con la frecuencia natural del eje, es decir, se producirá un fenómeno de resonancia en el que las amplitudes de las vibraciones de torsión del eje pueden llegar a ser tan grandes que el eje puede colapsar.
Para eliminar Para abordar el fenómeno de la resonancia en los motores diésel modernos, se utilizan dispositivos especiales: antivibradores. Un tipo de dispositivo de este tipo, el antivibrador pendular, se ha generalizado. En el momento en que el movimiento del volante se acelera durante cada una de sus oscilaciones, la carga del antivibrador, según la ley de inercia, se esforzará por mantener su movimiento a la misma velocidad, es decir, comenzará a retrasarse a un cierto ángulo desde la sección del eje al que está unido el antivibrador (posición II) . La carga (o más bien, su fuerza de inercia), por así decirlo, "ralentizará" el eje. Cuando la velocidad angular del volante (eje) comienza a disminuir durante la misma oscilación, la carga, obedeciendo la ley de inercia, tenderá a "tirar" del eje con él (posición III),
Por lo tanto, las fuerzas de inercia de la carga suspendida durante cada oscilación actuarán periódicamente sobre el eje en la dirección opuesta a la aceleración o desaceleración del eje y, por lo tanto, cambiarán la frecuencia de sus propias oscilaciones.
Amortiguadores de silicona. El amortiguador consta de una carcasa sellada, dentro de la cual se encuentra un volante (masa). El volante puede girar libremente con respecto a la carcasa montada en el extremo del cigüeñal. El espacio entre la carcasa y el volante está lleno de silicona líquida, que tiene una alta viscosidad. Cuando el cigüeñal gira uniformemente, el volante, debido a las fuerzas de fricción en el fluido, adquiere la misma frecuencia (velocidad) de rotación que el eje. ¿Qué pasa si se producen vibraciones torsionales del cigüeñal? Luego, su energía se transfiere al cuerpo y será absorbida por las fuerzas de fricción viscosa que surgen entre el cuerpo y la masa inercial del volante.
Modos de baja velocidad y carga. La transición de los motores principales a modos de baja velocidad, así como la transición de los motores auxiliares a modos de baja carga, está asociada con una reducción significativa en el suministro de combustible a los cilindros y un aumento del exceso de aire. Al mismo tiempo, los parámetros del aire al final de la compresión disminuyen. El cambio en PC y Tc es especialmente notable en motores con sobrealimentación de turbina de gas, ya que el compresor de la turbina de gas prácticamente no funciona con cargas bajas y el motor cambia automáticamente al modo de funcionamiento de aspiración natural. Pequeñas porciones de combustible quemado y un gran exceso de aire reducen la temperatura en la cámara de combustión.
Debido a las bajas temperaturas del ciclo, el proceso de combustión del combustible es lento y lento; parte del combustible no tiene tiempo de quemarse y fluye por las paredes del cilindro hacia el cárter o es arrastrado con los gases de escape al sistema de escape.
La mala formación de la mezcla de combustible con aire, causada por una disminución en la presión de inyección de combustible cuando la carga cae y la velocidad de rotación disminuye, también contribuye al deterioro de la combustión del combustible. La inyección de combustible desigual e inestable, así como las bajas temperaturas en los cilindros, provocan un funcionamiento inestable del motor, a menudo acompañado de fallos de encendido y aumento de humo.
La formación de carbono es especialmente intensa cuando se utilizan combustibles pesados en los motores. Cuando se opera con cargas bajas, debido a la mala atomización y a las temperaturas relativamente bajas en el cilindro, las gotas de combustible pesado no se queman por completo. Cuando se calienta una gota, las fracciones ligeras se evaporan y arden gradualmente, y en su núcleo solo quedan fracciones pesadas y de alto punto de ebullición, cuya base es hidrocarbonos aromáticos, que tienen los enlaces más fuertes entre los átomos. Por lo tanto, su oxidación conduce a la formación de productos intermedios: asfaltenos y resinas, que tienen una alta pegajosidad y pueden adherirse firmemente a las superficies metálicas.
Debido a las circunstancias anteriores, cuando los motores funcionan durante mucho tiempo a bajas velocidades y cargas, se produce una contaminación intensiva de los cilindros y especialmente del tracto de escape con productos de la combustión incompleta de combustible y aceite. Los canales de escape de las tapas de los cilindros de trabajo y los tubos de escape están cubiertos con una densa capa de sustancias resinosas asfálticas y coque, lo que a menudo reduce su área de flujo entre un 50 y un 70%. En el tubo de escape, el espesor de la capa de carbono alcanza entre 10 y 20 mm. Estos depósitos se encienden periódicamente a medida que aumenta la carga del motor, provocando un incendio en el sistema de escape. Todos los depósitos aceitosos se queman y las sustancias secas de dióxido de carbono formadas durante la combustión se expulsan a la atmósfera.
Formulaciones de la segunda ley de la termodinámica.
Por la existencia motor térmico Se necesitan 2 fuentes: una fuente termal y una fuente fría (medio ambiente). Si una máquina térmica funciona con una sola fuente, se llama máquina de movimiento perpetuo del segundo tipo.
1 formulación (Ostwald):
"Una máquina de movimiento perpetuo del segundo tipo es imposible."
Una máquina de movimiento perpetuo del primer tipo es una máquina térmica para la cual L>Q1, donde Q1 es el calor suministrado. La primera ley de la termodinámica "permite" la posibilidad de crear un motor térmico que convierta completamente el calor suministrado Q1 en trabajo L, es decir, L = Q1. La segunda ley impone restricciones más estrictas y establece que el trabajo debe ser menor que el calor suministrado (L
"El calor no puede transferirse espontáneamente de un cuerpo más frío a uno más cálido".
Para hacer funcionar un motor térmico, se necesitan dos fuentes: fría y caliente. 3ª formulación (Carnot):
"Donde hay una diferencia de temperatura, se puede trabajar".
Todas estas formulaciones están interconectadas; de una formulación se puede obtener otra.
Eficiencia del indicador depende de: relación de compresión, relación de exceso de aire, diseño de la cámara de combustión, ángulo de avance, velocidad de rotación, duración de la inyección de combustible, calidad de atomización y formación de la mezcla.
Aumento de la eficiencia del indicador(mejorando el proceso de combustión y reduciendo las pérdidas de calor del combustible durante los procesos de compresión y expansión)
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Los motores modernos se caracterizan por un alto nivel de estrés térmico del grupo cilindro-pistón, debido a la aceleración de su proceso de trabajo. Esto requiere un mantenimiento técnicamente competente del sistema de refrigeración. La eliminación de calor necesaria de las superficies calentadas del motor se puede lograr aumentando la diferencia en la temperatura del agua T = T in.out - T in.in, o aumentando su caudal. La mayoría de las empresas fabricantes de diésel recomiendan T = 5 – 7 grados C para MOD y t = 10 – 20 grados C para SOD y VOD. La limitación de la diferencia de temperatura del agua se debe al deseo de mantener tensiones de temperatura mínimas de los cilindros y casquillos a lo largo de su altura. La intensificación de la transferencia de calor se lleva a cabo debido a las altas velocidades de movimiento del agua.
Al enfriar con agua de mar, la temperatura máxima es de 50 grados C. Sólo los sistemas de refrigeración cerrados pueden aprovechar la refrigeración a alta temperatura. Cuando la temperatura del refrigerante aumenta. agua, las pérdidas por fricción en el grupo de pistones disminuyen y la eficiencia aumenta ligeramente. potencia y eficiencia del motor, con un aumento de TV, el gradiente de temperatura a lo largo del espesor del casquillo disminuye y las tensiones térmicas también disminuyen. Cuando la temperatura de enfriamiento disminuye. agua, la corrosión química aumenta debido a la condensación de ácido sulfúrico en el cilindro, especialmente cuando se queman combustibles de azufre. Sin embargo, existe una limitación de la temperatura del agua debido a la limitación de la temperatura del espejo del cilindro (180 grados C) y su aumento adicional puede provocar una violación de la resistencia de la película de aceite, su desaparición y la aparición de piel seca. fricción. Por tanto, la mayoría de las empresas limitan la temperatura a 50-60 g. C y sólo cuando se queman combustibles con alto contenido de azufre se permiten entre 70 y 75 g. CON.
Coeficiente de transferencia de calor- una unidad que denota el paso de un flujo de calor de 1 W a través de un elemento estructural de un edificio con un área de 1 m2 con una diferencia entre las temperaturas del aire exterior e interior de 1 Kelvin W/(m2K).
La definición de coeficiente de transferencia de calor es la siguiente: la pérdida de energía por metro cuadrado de superficie con una diferencia de temperatura exterior e interior. Esta definición implica la relación entre vatios, metros cuadrados y Kelvin. W/(m2·K).
Para calcular los intercambiadores de calor se utiliza ampliamente una ecuación cinética, que expresa la relación entre el flujo de calor Q y la superficie de transferencia de calor F, llamada ecuación básica de transferencia de calor: Q = KF∆tсрτ, donde K es el coeficiente cinético (coeficiente de transferencia de calor que caracteriza la tasa de transferencia de calor; ∆tср es la fuerza impulsora promedio o la diferencia de temperatura promedio entre los refrigerantes (diferencia de temperatura promedio) a lo largo de la superficie de transferencia de calor; τ es tiempo.
La mayor dificultad es el cálculo. coeficiente de transferencia de calor K, que caracteriza la velocidad del proceso de transferencia de calor que involucra los tres tipos de transferencia de calor. El significado físico del coeficiente de transferencia de calor se desprende de la ecuación (); su dimensión:
En la Fig. 244 OB = R - radio del cigüeñal y AB=L - longitud de la biela. Denotemos la relación L0 = L/ R - se llama longitud relativa de la biela, para motores diesel marinos está en el rango de 3,5-4,5.
sin embargo, en la teoría KSM SE UTILIZA LA CANTIDAD INVERSA λ= R/L
La distancia entre el eje del pasador del pistón y el eje del eje cuando se gira en un ángulo a
AO = AD + DO = LcosB + Rcosa
Cuando el pistón está dentro. m.t., entonces esta distancia es igual a L+R.
En consecuencia, el recorrido recorrido por el pistón al girar la manivela en un ángulo a será igual a x=L+R-AO.
Mediante cálculos matemáticos obtenemos la fórmula para la trayectoria del pistón.
X = R ( 1-cosa +1/ λ(1-cosB) ) (1)
velocidad media El pistón Vm, junto con la velocidad de rotación, es un indicador de la velocidad del motor. Está determinada por la fórmula Vm = Sn/30, donde S es la carrera del pistón, m; n - velocidad de rotación, min-1. Se cree que para MOD vm = 4-6 m/s, para SOD vm = 6s-9 m/s y para VOD vm > 9 m/s. Cuanto mayor sea el vm, mayores serán las tensiones dinámicas en las piezas del motor y mayor será la probabilidad de su desgaste, principalmente el grupo cilindro-pistón (CPG). Actualmente, el parámetro vm ha alcanzado un cierto límite (15-18,5 m/s), debido a la resistencia de los materiales utilizados en la construcción del motor, especialmente porque la tensión dinámica de la culata es proporcional al cuadrado del valor vm. Por lo tanto, con un aumento de vm en un factor de 3, las tensiones en las piezas aumentarán en un factor de 9, lo que requerirá un aumento correspondiente en las características de resistencia de los materiales utilizados para la fabricación de piezas de CPG.
La velocidad promedio del pistón siempre se indica en el pasaporte (certificado) del fabricante del motor.
La velocidad real del pistón, es decir, su velocidad en un momento dado (en m/s), se define como la primera derivada de la trayectoria con respecto al tiempo. Sustituyamos a= ω t en la fórmula (2), donde ω es la frecuencia de rotación del eje en rad/seg, t es el tiempo en segundos. Después de transformaciones matemáticas obtenemos la fórmula para la velocidad del pistón:
C=Rω(sina+0.5λsen2a) (3)
donde R es el radio de la manivela vm\
ω - frecuencia angular de rotación del cigüeñal en rad/seg;
a - ángulo de rotación del cigüeñal en grados;
λ= relación R/L entre el radio del cigüeñal y la longitud de la biela;
Co - velocidad periférica del centro del muñón del cigüeñal vm/seg;
L - longitud de la biela en mm.
Con una longitud de biela infinita (L=∞ y λ =0), la velocidad del pistón es igual a
Diferenciando la fórmula (1) de manera similar, obtenemos
С= Rω sen (a +B) / cosB (4)
Los valores de la función sin(a+B) se toman de las tablas proporcionadas en libros de referencia y manuales en función de a y λ.
Evidentemente, el valor máximo de la velocidad del pistón en L=∞ será en а=90° y а=270°:
Cmax= Rω sin a.. Dado que Co= πRn/30 y Cm=Sn/30=2Rn/30=Rn/15 entonces
Co/Cm= πRn15/Rn30=π/2=1,57 de donde Co=1,57 Cm
En consecuencia, la velocidad máxima del pistón será igual. Cmáx = 1,57 St.
Representemos la ecuación de velocidad en la forma
С = Rωsin a +1/2λ Rωsin2a.
Gráficamente, ambos términos del lado derecho de esta ecuación se representarán como sinusoides. El primer término Rωsin a, que representa la velocidad del pistón para una longitud infinita de la biela, estará representado por una sinusoide de primer orden, y el segundo término 1/2λ Rωsin2a-corrección para la influencia de la longitud finita de la biela. - por una sinusoide de segundo orden.
Construyendo las sinusoides indicadas y sumándolas algebraicamente, obtenemos una gráfica de velocidad teniendo en cuenta la influencia indirecta de la biela.
En la Fig. 247 se muestran: 1 - curva Rωsin a,
2 - curva1/2λ Rωsin2a
3 - curvaC.
Se entiende por propiedades operativas las características objetivas del combustible que se manifiestan durante su uso en un motor o unidad. El proceso de combustión es el más importante y determina sus propiedades operativas. El proceso de combustión del combustible, por supuesto, está precedido por los procesos de evaporación, ignición y muchos otros. La naturaleza del comportamiento del combustible en cada uno de estos procesos es la esencia de las principales propiedades operativas de los combustibles. Actualmente se están evaluando las siguientes propiedades de rendimiento de los combustibles.
La volatilidad caracteriza la capacidad de un combustible para cambiar de estado líquido a estado de vapor. Esta propiedad se forma a partir de indicadores de calidad del combustible como la composición fraccionada, la presión de vapor saturado a diferentes temperaturas, tensión superficial y otros. La volatilidad es importante a la hora de seleccionar el combustible y determina en gran medida las ventajas técnicas, económicas y características de presentación motores.
La inflamabilidad caracteriza las características del proceso de ignición de mezclas de vapores de combustible y aire. La valoración de esta propiedad se basa en indicadores de calidad como temperatura y límites de concentración ignición, punto de inflamación y autoignición, etc. El índice de inflamabilidad de un combustible tiene el mismo significado que su inflamabilidad; a continuación, estas dos propiedades se consideran juntas.
La inflamabilidad determina la eficiencia del proceso de combustión de mezclas de aire y combustible en las cámaras de combustión de los motores y los dispositivos de combustión.
La bombeabilidad caracteriza el comportamiento del combustible al bombearlo a través de tuberías y sistemas de combustible, así como al filtrarlo. Esta propiedad determina el suministro ininterrumpido de combustible al motor a diferentes temperaturas de funcionamiento. La bombeabilidad de los combustibles se evalúa mediante las propiedades viscosidad-temperatura, punto de turbidez y punto de fluidez, temperatura límite de filtrabilidad, contenido de agua, impurezas mecánicas, etc.
La propensión a los depósitos es la capacidad de un combustible de formar varios tipos de depósitos en las cámaras de combustión, los sistemas de combustible y las válvulas de admisión y escape. La evaluación de esta propiedad se basa en indicadores tales como contenido de cenizas, capacidad de coquización, contenido de sustancias resinosas, hidrocarburos insaturados etc.
La corrosividad y compatibilidad con materiales no metálicos caracteriza la capacidad de un combustible para causar corrosión de metales, hinchazón, destrucción o cambios en las propiedades de sellos de caucho, selladores y otros materiales. Esta propiedad operativa permite una evaluación cuantitativa del contenido de sustancias corrosivas en el combustible, probando la resistencia de varios metales, cauchos y selladores en contacto con el combustible.
La capacidad protectora es la capacidad del combustible para proteger los materiales de los motores y unidades de la corrosión cuando entran en contacto con un ambiente agresivo en presencia de combustible y, en primer lugar, la capacidad del combustible para proteger los metales de la corrosión electroquímica cuando entra agua. Esta propiedad está tasada métodos especiales, que implica el impacto del agua ordinaria, del mar y de lluvia sobre los metales en presencia de combustible.
Las propiedades antidesgaste caracterizan la reducción del desgaste de las superficies de fricción en presencia de combustible. Estas propiedades son importantes para motores en los que las bombas de combustible y el equipo de control de combustible se lubrican únicamente con el combustible mismo sin el uso de lubricante (por ejemplo, en un émbolo bomba de combustible alta presión). La propiedad se evalúa por viscosidad y lubricidad.
La capacidad de enfriamiento determina la capacidad del combustible para absorber y eliminar el calor de las superficies calentadas cuando se usa el combustible como refrigerante. La evaluación de las propiedades se basa en indicadores de calidad como la capacidad calorífica y la conductividad térmica.
La estabilidad caracteriza la preservación de los indicadores de calidad del combustible durante el almacenamiento y transporte. Esta propiedad evalúa la estabilidad física y química del combustible y su susceptibilidad al ataque biológico de bacterias, hongos y moho. El nivel de esta propiedad permite establecer la vida útil garantizada del combustible en diversas condiciones climáticas.
Propiedades ambientales caracterizar el impacto del combustible y sus productos de combustión en los seres humanos y ambiente. La evaluación de esta propiedad se basa en la toxicidad del combustible y sus productos de combustión y el riesgo de incendio y explosión.
Las vastas extensiones del mar son surcadas por grandes embarcaciones obedientes a las manos y la voluntad del hombre, impulsadas por potentes motores que utilizan Varios tipos de combustible marino. Los buques de transporte pueden utilizar diferentes motores Sin embargo, la mayoría de estas estructuras flotantes están equipadas con motores diésel. El combustible para motores marinos utilizado en motores diesel marinos se divide en dos clases: destilado y pesado. El combustible destilado incluye el combustible diésel de verano, así como los combustibles extranjeros, el diésel marino, el gasóleo y otros. Tiene una baja viscosidad, por lo que no
Requiere precalentamiento al arrancar el motor. Se utiliza en motores diésel de alta y media velocidad y, en algunos casos, en motores diésel de baja velocidad en modo de arranque. En ocasiones se utiliza como aditivo para combustibles pesados en los casos en que es necesario reducir su viscosidad. Variedades pesadas Los combustibles se diferencian de los combustibles destilados por una mayor viscosidad, más alta temperatura solidificación, presencia más fracciones pesadas, alto contenido de cenizas, azufre, impurezas mecánicas y agua. Los precios de este tipo de combustible marino son significativamente más bajos.
La mayoría de los barcos utilizan el transporte pesado más barato. combustible diesel para motores de barcos o fuel oil. El uso de fueloil se debe principalmente a razones económicas, ya que los precios del combustible marítimo, así como los costes generales del transporte de mercancías por mar, se reducen significativamente cuando se utiliza fueloil. A modo de ejemplo, cabe señalar que la diferencia en el coste del fueloil y otros tipos de combustible utilizados para los motores marinos es de unos doscientos euros por tonelada.
Sin embargo, las Reglas de transporte marítimo prescriben en ciertos modos de operación, por ejemplo, durante las maniobras, el uso de combustible marino más costoso y de baja viscosidad o combustible diesel. En algunas zonas marinas, por ejemplo, el Canal de la Mancha, debido a la complejidad de la navegación y la necesidad de cumplir con los requisitos ambientales, el uso de fueloil como combustible principal está generalmente prohibido.
Selección de combustible Depende en gran medida de la temperatura a la que se utilizará. El arranque normal y el funcionamiento programado del motor diésel se garantizan en periodo de verano con un número de cetano de 40-45, en periodo de invierno es necesario aumentarlo a 50-55. Para los combustibles de motor y los fuelóleos, el índice de cetano está en el rango de 30 a 35, para los combustibles diésel, de 40 a 52.
Los diagramas Ts se utilizan principalmente con fines ilustrativos porque en un diagrama Pv el área bajo la curva expresa el trabajo realizado por una sustancia pura en un proceso reversible, mientras que en un diagrama Ts el área bajo la curva representa el calor recibido en las mismas condiciones.
Los componentes tóxicos son: monóxido de carbono CO, hidrocarburos CH, óxidos de nitrógeno NOx, partículas, benceno, tolueno, hidrocarburos aromáticos policíclicos HAP, benzopireno, hollín y partículas, plomo y azufre.
Normas de emisión actuales sustancias nocivas diésel marinos establecido por la OMI, la organización marítima internacional. Todos los motores diésel marinos que se fabrican actualmente deben cumplir estas normas.
Los principales componentes peligrosos para los humanos en los gases de escape son: NOx, CO, CnHm.
Varios métodos, por ejemplo la inyección directa de agua, sólo pueden implementarse en la etapa de diseño y fabricación del motor y sus sistemas. Para un existente gama de modelos Motores, estos métodos son inaceptables o requieren costos significativos para actualizar el motor, reemplazar sus componentes y sistemas. En una situación en la que es necesaria una reducción significativa de los óxidos de nitrógeno sin reequipar los motores diésel de serie (y este es exactamente un caso así), lo más manera efectiva es el uso de un convertidor catalítico de tres vías. El uso de un neutralizador está justificado en zonas donde existen altos requisitos de emisiones de NOx, por ejemplo en las grandes ciudades.
Por tanto, las principales direcciones para reducir las emisiones nocivas de escape de los motores diésel se pueden dividir en dos grupos:
1)-Mejora del diseño y los sistemas del motor.;
2) - métodos que no requieren modernización del motor: uso de convertidores catalíticos y otros medios de purificación de gases de escape, mejora de la composición del combustible, uso de combustibles alternativos.
Aire acondicionado
El llenado de aire acondicionado con freón se puede realizar de varias formas, cada una de ellas tiene sus propias ventajas, desventajas y precisión.
La elección del método para rellenar los aires acondicionados depende del nivel de profesionalidad del técnico, de la precisión requerida y de las herramientas utilizadas.
También hay que recordar que no todos los refrigerantes se pueden rellenar, sino sólo los monocomponentes (R22) o condicionalmente isotrópicos (R410a).
Los freones multicomponente consisten en una mezcla de gases con diferentes propiedades físicas, que, cuando se filtran, se evaporan de manera desigual e incluso con una pequeña fuga, su composición cambia, por lo que los sistemas que utilizan dichos refrigerantes deben recargarse por completo.
Cada aire acondicionado se carga en fábrica con una cierta cantidad de refrigerante, cuya masa se indica en la documentación del aire acondicionado (también indicada en la placa de identificación), la información sobre la cantidad de freón que se debe agregar adicionalmente por metro es allí también se indica. ruta del freón(normalmente 5-15 gr.)
Al repostar con este método, es necesario vaciar completamente el circuito de refrigeración del freón restante (en un cilindro o ventilarlo a la atmósfera, esto no daña el medio ambiente en absoluto; lea sobre esto en el artículo sobre la influencia del freón). según el clima) y evacuarlo. Luego llene el sistema con la cantidad especificada de refrigerante usando una balanza o usando un cilindro de llenado.
Las ventajas de este método son alta precisión y el proceso bastante simple de recargar el aire acondicionado. Las desventajas incluyen la necesidad de evacuar el freón y evacuar el circuito, y el cilindro de llenado también tiene un volumen limitado de 2 o 4 kilogramos y grandes dimensiones, lo que permite su uso principalmente en condiciones estacionarias.
La temperatura de subenfriamiento es la diferencia entre la temperatura de condensación del freón determinada a partir de una tabla o escala de manómetro (determinada por la presión leída en un manómetro conectado a la línea de alta presión directamente en la escala o mesa) y la temperatura a la salida del condensador. La temperatura de sobreenfriamiento normalmente debe estar en el rango de 10-12 0 C ( valor exacto los fabricantes indican)
Un valor de hipotermia por debajo de estos valores indica una falta de freón: no tiene tiempo de enfriarse lo suficiente. En este caso hay que repostar
Si el subenfriamiento es superior al rango especificado, entonces hay un exceso de freón en el sistema y se debe drenar hasta alcanzar los valores óptimos de subenfriamiento.
Puedes recargar este método usando dispositivos especiales, que determinan inmediatamente la cantidad de subenfriamiento y presión de condensación, o se pueden realizar utilizando instrumentos separados: un colector manométrico y un termómetro.
Las ventajas de este método incluyen una precisión de llenado suficiente. Pero la precisión de este método se ve afectada por la contaminación del intercambiador de calor, por lo que antes de repostar con este método, es necesario limpiar (enjuagar) el condensador de la unidad exterior.
El sobrecalentamiento es la diferencia entre la temperatura de evaporación del refrigerante determinada por la presión de saturación en el circuito de refrigeración y la temperatura después del evaporador. Prácticamente se determina midiendo la presión en la válvula de succión del aire acondicionado y la temperatura del tubo de succión a una distancia de 15-20 cm del compresor.
El sobrecalentamiento suele estar entre 5 y 7 0 C (el valor exacto lo indica el fabricante)
Una disminución del sobrecalentamiento indica un exceso de freón; debe drenarse.
El subenfriamiento por encima de lo normal indica una falta de refrigerante; el sistema debe cargarse hasta alcanzar el valor de sobrecalentamiento requerido.
Este método es bastante preciso y puede simplificarse significativamente si se utilizan dispositivos especiales.
Si el sistema tiene una ventana de inspección, la presencia de burbujas puede indicar una falta de freón. En este caso llenar el circuito de refrigeración hasta que desaparezca el flujo de burbujas, esto debe hacerse en porciones, después de cada porción esperar a que se estabilice la presión y la ausencia de burbujas.
También se puede rellenar mediante presión, consiguiendo las temperaturas de condensación y evaporación especificadas por el fabricante. La precisión de este método depende de la limpieza del condensador y del evaporador.
-> 13/03/2012 - Hipotermia en unidades de refrigeración
Subenfriar el refrigerante líquido después del condensador es una forma importante de aumentar la capacidad de enfriamiento de una unidad de refrigeración. Una disminución de un grado en la temperatura del refrigerante subenfriado corresponde a un aumento en el rendimiento de una unidad de refrigeración que funciona normalmente en aproximadamente un 1% con el mismo nivel de consumo de energía. El efecto se logra reduciendo, durante el sobreenfriamiento, la proporción de vapor en la mezcla vapor-líquido, que es el refrigerante condensado suministrado a la válvula de expansión del evaporador incluso desde el receptor.
En unidades de refrigeración de baja temperatura, el uso de subenfriamiento es especialmente eficaz. Superenfrían el refrigerante condensado a niveles significativos. temperaturas negativas permite aumentar la capacidad frigorífica de la instalación en más de 1,5 veces.
Dependiendo del tamaño y diseño de las unidades de refrigeración, este factor se puede realizar de varias maneras en un intercambiador de calor adicional instalado en la línea de líquido entre el receptor y la válvula de expansión del evaporador.
sistemas de subenfriamiento que utilizan fuentes externas El frío todavía se utiliza muy raramente en la práctica. El subenfriamiento de fuentes de agua fría se utiliza, por regla general, en bombas de calor (instalaciones de calentamiento de agua, así como en instalaciones de temperatura media y alta, donde hay una fuente de agua fría en las inmediaciones) (pozos artesianos usados, naturales). depósitos para instalaciones de buques, etc. Hipotermia por adicional externo. máquinas de refrigeración se implementa muy raramente y sólo en casos muy grandes instalaciones frío industrial.
El subenfriamiento en los intercambiadores de calor de aire también se utiliza con muy poca frecuencia, ya que esta opción de las unidades de refrigeración aún no se comprende bien y es inusual para los fabricantes de refrigeración rusos. Además, los diseñadores están confundidos por las fluctuaciones estacionales en el aumento de la capacidad de enfriamiento de las instalaciones debido al uso de subenfriadores de aire.
Los sistemas de subenfriamiento que utilizan recursos internos se utilizan ampliamente en las unidades de refrigeración modernas, con casi todos los tipos de compresores. En instalaciones con compresores de tornillo y de pistón de dos etapas, el uso de subenfriamiento domina con seguridad, ya que la capacidad de proporcionar succión de vapor con presión intermedia se implementa directamente en el diseño de este tipo de compresores.
El principal reto al que se enfrentan actualmente los fabricantes de equipos de refrigeración y aire acondicionado para varios propósitos, es aumentar la productividad y eficiencia de los compresores incluidos en los mismos y equipo de intercambio de calor. Esta idea no ha perdido relevancia a lo largo del desarrollo de los equipos de refrigeración desde los inicios de esta industria hasta la actualidad. Hoy en día, cuando el costo de los recursos energéticos, así como el tamaño de la flota de equipos de refrigeración operados y puestos en servicio ha alcanzado niveles tan impresionantes, aumentar la eficiencia de los sistemas que producen y consumen frío se ha convertido en un problema global urgente. Teniendo en cuenta que este problema es complejo, la legislación actual de la mayoría países europeos estimular a los desarrolladores sistemas de refrigeración para mejorar su eficiencia y productividad.
