Мощность дизеля и удельный расход топлива гарантируются только при определённых внешних условиях, к которым относятся температура, барометрическое давление, влажность воздуха.
Суда и установленные на них дизели работают как в северных, так и в южных широтах, при меняющемся барометрическом давлении и влажности, доходящей до 90 % и более.
- При этом температура забортной воды колеблется от 275 K (в северных морях), до 313 K (в тропиках).
Изменение метеорологических условий в определённой степени отражается на работе дизеля – влияет на его мощность и экономичность.
При повышении температуры воздуха, поступающего в цилиндры дизеля, уменьшается плотность воздушного заряда, а следовательно, и коэффициент избытка воздуха при сгорании (при неизменной порции впрыскиваемого топлива).
- Это приводит к ухудшению сгорания топлива и повышению его удельного расхода.
- При неизменном положении органов управления топливоподачей будет снижаться величина Pmi (среднее индикаторное давление), а значит, и мощность дизеля.
Температура выпускных газов из-за повышения температуры заряда и ухудшения сгорания топлива возрастёт, в результате чего увеличатся средняя температура цикла и теплонапряжённость дизеля.
Для приведения температуры выпускных газов к нормальному значению приходится уменьшать подачу топлива на цикл, что вызывает падение величины Pmi (среднее индикаторное давление), а для дизеля, работающего на винт – заметное снижение частоты вращения.
- Сказанное в полной мере может быть распространено лишь на дизели без наддува.
В дизелях с наддувом влияние температуры окружающего воздуха на их энерго-экономические параметры ощущается в меньшей степени, так как благодаря наличию воздухоохладителя можно поддерживать температуру воздуха перед подачей в цилиндры примерно на одном уровне.
Надо иметь в виду, что эта возможность часто ограничивается температурой, прокачиваемой через воздухоохладитель забортной воды, которая, как правило, тем больше, чем выше температура наружного воздуха.
- Снижению температуры наддувочного воздуха препятствует также его влажность.
Иногда необходимую температуру воздуха невозможно поддерживать потому, что при охлаждении влажного воздуха до точки росы происходит выпадение из него влаги, которая затем поступает в цилиндры дизеля вместе с воздухом.
- Так как удельный расход воздуха в дизелях составляет 8,5 – 9,5 кг/ (кВт * ч), то в цилиндр мощностью 1300 кВт в каждом рабочем цикле при определённых внешних условиях может попадать до 25 г воды.
При работе дизеля на режиме полной нагрузки такое количество воды сразу же испаряется и проходит весь выпускной тракт, включая ГТН и утилизационный котёл, не конденсируясь.
- Однако на частичных нагрузках наличие конденсата в наддувочном воздухе приводит к кислотной коррозии стенок втулки цилиндра и поршневых колец, особенно при работе на топливе с содержанием серы более 1 %.
Во избежание выпадения в воздухоохладителях влаги ряд дизелестроительных заводов рекомендует ограничить температуру охлаждения воздуха пределом, лежащим несколько выше температуры конденсации влаги в данных условиях.
Эта температура зависит от давления воздуха и его относительной влажности; её определяют по специальным таблицам, прилагаемым к инструкции по эксплуатации дизеля.
- Барометрическое давление влияет как на плотность воздуха, поступающего в цилиндры дизеля без наддува, так и на режим работы ГТН дизеля с наддувом.
Так как с уменьшением барометрического давления плотность воздуха снижается, то одновременно уменьшается давление газов перед ГТН и за ним.
Совместное влияние этих факторов приводит к некоторому падению мощности дизеля и увеличению bₑ (удельный расход топлива), причём в дизелях с наддувом, из-за более высокого давления воздуха перед цилиндрами, влияние барометрического давления сказывается несколько меньше, чем в дизелях без наддува.
- В условиях эксплуатации влагосодержание окружающего воздуха изменяется весьма существенно.
- При зарядке цилиндров дизеля влажным воздухом уменьшается содержание сухого воздуха и кислорода в цилиндрах.
При постоянном положении органов управления топливоподачей, коэффициент избытка воздуха снижается пропорционально изменившемуся объёму влаги в воздухе.
- В результате ухудшаются условия сгорания топлива, а это ведёт к уменьшению Pmi (среднее индикаторное давление) и мощности дизеля.
- Температура выпускных газов несколько возрастает, что может вызвать перегрузку дизеля.
Очень важно учитывать метеорологические факторы при эксплуатации судовых дизелей!
Статья и фото: “Журнал Морского Волка”
Если Вам понравилась статья, не забудьте поставить оценку. Подписывайтесь на канал, пишите комментарии, задавайте вопросы.
