Дослідження та проєктування системи охолодження з кільовим охолоджувачем для суднового двигуна

Abstract

У кваліфікаційній роботі проведено дослідження та розроблено проєкт вдосконаленої системи охолодження головного двигуна лоцманського катера. Метою роботи було підвищення ефективності, економічності та екологічності суднового дизеля типу 12ЧН 13/14 шляхом модернізації його системи охолодження. На основі аналізу існуючих схем обґрунтовано необхідність переходу від традиційної повнопоточної системи до маловитратної схеми з кільовим водо-водяним охолоджувачем. Виконано тепловий розрахунок робочого циклу двигуна, що дозволило визначити його основні енергетичні параметри та теплове навантаження. Розроблено принципово нову схему системи, яка реалізує принцип місцевого переохолодження теплоносіїв з розподілом потоку на три оптимізовані гілки. Проведено детальний розрахунок високоефективних теплообмінників – охолоджувача наддувного повітря та маслоохолоджувача, а також визначено площу поверхні інтегрованих у корпус кільових охолоджувачів. Головним технічним результатом є радикальне зниження температури наддувного повітря, що надходить у ресивер двигуна, зі 168,5 °С до 31,4 °С. Це забезпечує зниження питомої витрати палива з 0,218 до 0,212 кг/(кВт·год) та скорочення викидів оксидів азоту (NOx) приблизно на 30 %. Економічний розрахунок демонструє термін окупності додаткових капітальних витрат усього за 1,3 року завдяки річній економії на паливі. Оцінка впливу на охорону праці та навколишнє середовище виявила додаткові переваги: поліпшення мікроклімату та зниження шуму в машинному відділенні, зменшення викидів CO₂ та SOx, скорочення ризиків забруднення акваторії.