CC BY
12
а:,Уо
1 UU 70 90 ВО' 70 Б0 50 40 30 20 ~2 ~ 1
> .
4
5
0,4 0,8 1,2 1,6
Ре, МПа
Рис. Тепловой баланс дизелей различных судов 1 - Я ост -остаточная доля теплоты; 2 - Яо - теплота уносимая с маслом;
3 - 4g- теплота уносимая с отработавшими газами; 4 - Я cool- теплота теряемая с охлаждацей водой;
5 - Яе - теплота, эквивалентная эффективной работе.
Утилизационные установки современных судов характеризуются большим разнообразием конструкций и схем. Для обеспечения надежной и экономичной их работы необходимо учитывать их особенности, условия и опыт эксплуатации.
RECYCLING OF HEAT, AS ONE OF SOURCES OF THE GROWTH OF OPERATING RATIO OF HEAT ON A VESSEL
A. A. Batjalov, J. V. Varechkin
Ways of satisfaction of needs in thermal and electric power Optimization of heat recycling systems. The analysis of thermal balance of the main engines. Influence of various factors on possible recycling of heat. External and internal recycling. Operating ratio of heat due to recycling.
УДК 621.43.03:662
А. А. Батялов, к. т. н., доцент.
Ю. В. Варечкин, старший преподаватель.
М. В. Рымгайло, аспирант, ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МАСЛА
Гидродинамическая подготовка моторных масел. Диспергирование масел при работе на тяжелых сортах топлива. Варианты устройств диспергирования и место их установки. Факторы определяющие качество диспергирования. Оптимизация диспергирования и оптимальный режим гидродинамической обработки.
Совершенствованию процесса смазки в настоящее время уделяется повышенное внимание, т.к. кроме вопросов долговечности и надежности проблема смазки затрагивает и экономические показатели работы двигателя. Наиболее частой причиной браковки смазочных масел является накопление НРБ (нерастворимых в бензине примесей) свыше допустимых пределов, при которых диспергирующих свойств масла не хватает для поддержания частиц механических примесей в мелкодисперсном состоянии. Для поддержания частиц механических примесей в мелкодисперсном состоянии даже в случае ухудшения диспергирующих свойств масла для дизелей с картерной смазкой рекомендуется применение системы гидродинамической обработки.
Одним из способов повышен^ эффективности эксплуатации комплекса «система смазки - среднеоборотный двигатель» является использование гидродинамической подготовки моторных масел. Как показали исследования, применение упомянутого способа подготовки масла позволяет существенно продлить сроки службы дорогостоящих смазочных материалов, а также снизить удельные эффективные расходы топлива.
Диспергирование моторных масел является дополнительным способом обработки моторных масел в общем комплексе маслоподготовки. Цель применения заключается в поддержании механических примесей, загрязняющих масло, в мелкодисперсном состоянии. Особое значение приобретают вопросы диспергирования моторных особенно при работе СОД на тяжелых сортах топлива. При использовании тяжелых сортов топлива заметно ускоряется старение масла. Объясняется это, прежде всего ухудшением процессов сгорания топлива из-за наличия в нём высокомолекулярных асфальтенов, которые образуют при неполном сгорании смолообразные вещества, цементирующие твердые частицы (сажи, частиц износов, пыли), отлагающиеся на трущихся деталях и накапливающиеся в масле. Следствием накопления частиц механических примесей является ухудшение диспергирующих свойств, повышение вязкости моторного масла. Как показывают статистические исследования, основной причиной отбраковки моторных масел на сегодняшний день является содержание НРБ. Приблизительно 40 % моторных масел заменяется именно по параметру загрязненности масла.
Поддержание частиц механических примесей в мелкодисперсном состоянии на протяжении всего срока службы моторного масла является одним из способов, позволяющих эксплуатировать моторные масла с содержанием НРБ, превышающим ныне принятые браковочные показатели по содержанию НРБ. Кроме того, наличие в масле частиц загрязнений размером, не превышающим удвоенную высоту шероховатости поверхностей деталей двигателя способствуют снижению темпов старения моторного масла и износа деталей ЦПГ.
Как видно из вышеизложенного, диспергирование моторных масел является необходимой составляющей общего комплекса маслоподготовки.
Анализ свойств различных способов диспергирования позволил выбрать наиболее простой, экономичный и безопасный в эксплуатации способ гидродинамической обработки моторного масла, который был испытан в масляных системах тракторных дизелей.
Применительно к судовым СОД, в зависимости от устройства и комплектации системы смазки, разработаны схемы подключения диспергирующих устройств гидродинамического типа.
В масляных системах, имеющих дополнительные ёмкости целесообразна установка диспергирующих устройств в масляном баке над уровнем масла. Такая установка имеет ряд преимуществ по сравнению с общепринятой установкой диспергирующего устройства в картере дизеля. Во-первых, такая схема подключения упрощает технологию установки диспергирующего устройства, исключает необходимость сверления стенок картера. Во-вторых, гидродинамические диспергаторы способствуют усилению масляного тумана в картере дизеля, что в отдельных случаях может привести к увеличению расхода масла на угар.
В зависимости от параметров работы масляных насосов в системе диспергирования моторного масла возможны варианты подключения систем диспергирования с использованием штатного насоса, либо с применением дополнительного масляного насоса.
Штатный насос можно использовать в том случае, если он сможет обеспечить давление перед диспергатором не ниже 0,5 мПа и расход через диспергатор не менее 20 % производительности насоса. Установка диспергатора в картере двигателя производится в месте, наиболее удалённом от точки отбора масла насосом из картера двигателя.
В качестве диспергирующего устройства рекомендуется использовать гидродинамический диспергатор.
Струя масла, выходя с большой скоростью из сопла диспергатора ударяется о твёрдую поверхность наковальни наконечника. При этом примеси, содержащиеся в масле, размельчаются.
Масло, прошедшее обработку в диспергаторе, вытекает в общую ёмкость для масла.
Силу удара струи масла о твёрдую поверхность наковальни регулируют меняя расстояние от торца сопла до твердой поверхности.
В процессе проведения испытаний диспергирующих устройств выявлен ряд недостатков, одним из которых является создание повышенной концентрации масляного тумана в картере работающего двигателя, что приводит к повышению расхода масла на угар. В этом случае предлагается вариант установки диспергатора вне картера двигателя.
Для расчёта характерных размеров диспергирующих устройств используются методы расчёта истечения жидкостей через сходящийся насадок. Диаметр выходного отверстия можно определить по формуле:
где С) - необходимый расход через диспергатор;
М - коэффициент расхода;
0 = 9,81 м/с2;
Р - давление перед диспергатором;
Р! - плотность масла;
а - коэффициент объемного расширения масла; І1 - температура масла перед диспергатором.
Оптимальные параметры режима обработки определяются целым рядом факторов, откуда вытекает естественный вывод о необходимости выбора оптимального режима для каждого конкретного случая с учетом индивидуальных особенностей комплекса ТС-ГД, физико-химических показателей используемого масла и режимов эксплуатации энергетической установки.
Оптимальный режим гидродинамической обработки масел должен производится с учетом особенностей энергетической установки, агрегата подготовки топлива и технического состояния главного двигателя. Исследования, проведенные на судовых высоко- и средне - оборотных дизелях подтвердили эффективность гидродинамической обработки масла, которая позволяет продлить срок службы моторных масел при одновременном снижении удельного расхода топлива.
м.
Х2 = 20 °С
HYDRODYNAMICAL PROCESSING OF OIL
A. A. Batjalov, J. V. Varechkin, M. V. Rymgajlo
Hydrodynamical preparation of motor oils. Dispersion of oils at work on heavy grades of fuel. Variants of dispersion devices and the place of their installation. Factors determining quality of dispersion. Optimization of dispersion and an optimum mode of hydrodynamical processing.
УДК 627.748:621.897.45
H. Н. Борисов, доцент, ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
К РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЩЕЛЕВИДНЫХ ГРУНТОПРИЕМНИКОВ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ ЗЕМСНАРЯДОВ
В статье рассмотрены вопросы проектирования щелевидных грунтоприемников земснарядов при соблюдении равенства скоростей всасывания по ширине зева, что обеспечивает повышение эффективности всасывания гидросмеси.
Известно [1], что условия всасывания гидросмеси в щелевидном грунтоприемнике изменяются по ширине зева, т.к. скорость входа снижается от середины к краям. Поэтому транспортирующая способность потока по краям щелевидных грунтоприемников оказывается ниже, чем в середине, и, вследствие большой площади зева, скорость движения гидросмеси в начальных сечениях становится такой, что в них наблюдается отложение слоя осадка грунта по нижней стенке грунтоприемника.
Определить характер изменения скоростей по ширине щелевидного грунтоприемника в плоскости, проходящей через середину зева, можно, если представить его как плоский конфузор с прямолинейными боковыми стенками (рис. 1). Поле скоростей в нем является полем точечного стока, расположенного в полюсе О. В таком поле линии равных скоростей U имеют вид окружностей с центром в точке О, а линии тока ср
направлены по радиусам от зева к центру.
Согласно этой схеме скорость входа гидросмеси в произвольной точке зева U3 равна
иъ =U20 ■ cos arctg-^- (1)
где U30 - скорость на оси грунтоприемника;
Ьг - удаление рассматриваемой точки зева от оси грунтоприемника;
1 - длина конфузора грунтоприемника.
Для точки, расположенной на кромке зева скорость входа U3.K. будет равна
Уз* =^зо- cos arctg-- (2)
где b - ширина зева зрунтоприемника.
Зависимость (1) в относительных величинах графически представлена на рис. 2. Разность скоростей по оси и на краях зева, как следует из зависимости (2) зависит ъ ь
от отношения 7 . Например, при 7=1, U3 K = 0,897 U30, это означает, что скорость на
