Закрытая система охлаждения с принудительной циркуляцией воды
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Автомобили и трактора
Публикация:
Закрытая система охлаждения с принудительной циркуляцией воды
Читать далее:
Уход за системой охлаждения
Закрытая система охлаждения с принудительной циркуляцией воды
Наиболее распространена закрытая система охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости. Рассмотрим ее устройство и действие на примере двигателя ЗИЛ-130.
В систему охлаждения жидкость заливают через горловину радиатора. Во время работы двигателя центробежный насос засасывает жидкость из нижнего бачка радиатора и нагнетает ее в правую и левую водяные рубашки блок-картера и далее через отверстия в блок-картере в водяные рубашки обеих головок цилиндров, охлаждая стенки камер сгорания и приливы для седел клапанов. После этого нагретая жидкость поступает в рубашку впускного трубопровода, подогревая горючую смесь. Если клапан термостата открыт, то жидкость проходит по верхнему патрубку и шлангу в верхний бачок радиатора. В радиаторе жидкость охлаждается и процесс ее циркуляции вновь повторяется по замкнутому большому кругу.
Если температура жидкости в системе ниже 67 °С, то клапан термостата 8 закрыт и жидкость следует по малому кругу циркуляции. Из рубашки впускного трубопровода, минуя радиатор, жидкость по шлангу поступает в блок цилиндров компрессора, а затем в головку цилиндров компрессора. Из последней по шлангу жидкость идет в водяной насос, который нагнетает ее в водяные рубашки блок-картера и головок цилиндров двигателя.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Рис. 1. Схема закрытой системы охлаждения (двигатель ЗИЛ-130): а — схема закрытой системы охлаждения; б — схема циркуляции жидкости в системе охлаждения: 1 — жалюзи; 2 — радиатор; 3 — крышка наливной горловины; 4 — компрессор; 5 — шланг слива жидкости из головки компрессора; 6 — шланг подвода жидкости в блок цилиндров компрессора; 7 — водяной насос; 8 — термостат; 9 — рубашка подогрева впускного трубопровода; 10 — запорный кран системы отопления; 11 — трубка подачи жидкости в отопитель; 12 — трубка слива жидкости из отопителя; 13 — отопитель кабины; 14 — датчик указателя температуры жидкости; 15 — водяная рубашка головки цилиндров; 16 — водяная рубашка блок-картера; 17 — кран для слива жидкости из водяной рубашки блок-картера; 18 — кран для слива жидкости из радиатора; 19 — тяга; 20 — вентилятор; 21 — резиновые подушки; 22— рамка подвески радиатора; 23 — масляный радиатор
Крышка 3 наливной горловины герметичная с паровым и воздушным клапанами.
Паровой клапан открывается при избыточном давлении 1 кГ/см2, что обеспечивает повышение температуры кипения охлаждающей жидкости до 119 °С. При температуре жидкости 115 °С на щитке приборов загорается сигнальная лампа, соединенная с электрическим импульсным датчиком, который помещен в верхнем бачке радиатора. Датчик указателя температуры охлаждающей жидкости находится в головке цилиндров.
Температуру жидкости в системе охлаждения регулируют пластинчато-створчатыми жалюзи, управляют которыми пз кабины автомобиля.
Жидкость из системы сливают через два краника блок-картера и краник радиатора, которые открываются тягами.
Из системы охлаждения двигателя при необходимости можно снабжать горячей жидкостью по трубке отопитель кабины. Сливается жидкость по трубке в корпус водяного насоса.
Рекламные предложения:
Читать далее: Уход за системой охлаждения
Категория: — Автомобили и трактора
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Закрытая система — охлаждение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Закрытая система охлаждения — это такая система, при ко1 торой циркуляционная вода охлаждается в специальных — охладителях — теплообменниках.
Закрытая система охлаждения может быть применена не только для охлаждения горячих деталей теплоэнергоустановки, но и для утилизации теплоты уходящих газов [35] и передачи в установку теплоты ядерного [36] или какого-либо другого реактора. [2]
| Схема системы охлаждения двигателя ЯМЗ. [3] |
Закрытая система охлаждения имеет ряд преимуществ: почти устраняются потери жидкости-от испарения, поэтому доливка требуется редко; температуру кипения воды можно / повысить до 105 — 110 С и поддерживать высокий тепловой режим двигателя. [4]
| Принципиальная схема жидкостной системы охлаждения двигателя. [5] |
Закрытые системы охлаждения более компактны, чем открытые, т.е. непосредственно сообщающиеся с атмосферой, и реже нуждаются в дополнительной заправке охлаждающей жидкости.
[6]
Закрытая система охлаждения может быть применена не только для охлаждения горячих деталей теплоэнергоустановки, но и для утилизации теплоты уходящих газов [35] и передачи в установку теплоты ядерного [36] или какого-либо другого реактора. [7]
В закрытые системы охлаждения заливают умягченную воду, которая при циркуляции не дает отложения накипи, различных осадков и загрязнения. [8]
Для закрытой системы охлаждения температура замерзания рассола должна быть на 8 — 10 С ниже температуры кипения. По табл. 4.1 принимаем раствор хлористого кальция с температурой замерзания — 21 2 С. [9]
Радиаторы закрытых систем охлаждения имеют пробки, снабженные паровым и воздушным клапанами. При открытии клапана избыток воды или пара отводится через пароотводную трубку. Если в системе охлаждения устанавливается расширительный бачок, то паровой и воздушный клапаны располагают в пробке этого бачка.
[10]
Радиаторы закрытых систем охлаждения не имеют заливных горловин, и жидкость заливают через расширительный бачок, предварительно сняв пробку. Пробка расширительного бачка автомобиля ВАЗ-2108 ( рис. 24) имеет выпускной клапан, открывающийся при давлении паров 0 12 МПа, благодаря чему повышается температура закипания жидкости до НО… [11]
При закрытой системе охлаждения обычно используют горизонтальные кожухо-трубчатые испарители, в которых температура хладоносителя снижается на 3 — 6 С. [12]
| Термостат жидкостного типа.| Пробка радиатора. [13] |
При закрытой системе охлаждения температура кипения воды повышается до 109 — 110 С, поэтому вода в системе охлаждения закипает реже и таким образом меньше расходуется. [14]
В закрытой системе охлаждения, как уже отмечалось, по мере расширения и испарения жидкости повышается давление.
Для предохранения системы от чрезмерного давления устанавливают предохранительный ( паровой) клапан ( см. фиг. Кроме парового клапана, в систему охлаждения устанавливают воздушный клапан.
[15]
Страницы: 1 2 3 4
Справочник по воде – Закрытые рециркуляционные системы охлаждения
- Преимущества закрытых систем
- Контроль накипи
- Защита от коррозии
Замкнутая рециркуляционная система водяного охлаждения возникла на основе методов, использовавшихся для охлаждения ранних конструкций двигателей. В закрытой системе вода циркулирует по замкнутому циклу и подвергается поочередному охлаждению и нагреву без контакта с воздухом. Тепло, поглощаемое водой в замкнутой системе, обычно передается водоводяным теплообменником циркулирующей воде открытой циркуляционной системы, из которой тепло теряется в атмосферу (рис. 32-1).
Закрытые рециркуляционные системы водяного охлаждения хорошо подходят для охлаждения газовых двигателей и компрессоров.
В дизельных двигателях стационарных и локомотивных двигателей обычно используются радиаторные системы, аналогичные известным автомобильным системам охлаждения. Другие области применения замкнутого рециркуляционного охлаждения включают системы охлаждения желоба расплава на котлах-утилизаторах сульфатной фракции и охладители смазочного масла и проб на электростанциях. Закрытые системы также широко используются в системах кондиционирования воздуха с охлажденной водой для передачи охлаждения хладагента на воздухоочистители, в которых воздух охлаждается. В холодное время года эта же система может обеспечивать теплом воздухоочистители. Замкнутые системы водяного охлаждения также являются надежным методом контроля температуры промышленных процессов.
ПРЕИМУЩЕСТВА ЗАКРЫТЫХ СИСТЕМ
Закрытые рециркуляционные системы имеют много преимуществ. Они обеспечивают лучший контроль температуры в теплопроизводящем оборудовании, а их небольшие потребности в подпиточной воде значительно упрощают решение потенциальных проблем на берегу.
Подпиточная вода требуется только тогда, когда произошла утечка на уплотнениях насоса или когда вода была слита для ремонта системы. Мало, если вообще происходит испарение. Поэтому для подпитки обычно можно использовать качественную воду, и в результате отложения накипи не являются проблемой. Использование высококачественной воды также сводит к минимуму опасность треснутых цилиндров, поломанных головок, загрязненных теплообменников и других механических повреждений. Закрытые системы также менее подвержены биологическому загрязнению из-за отложений слизи и водорослей, чем открытые системы.
Закрытые системы также значительно уменьшают проблемы с коррозией, поскольку циркулирующая вода не постоянно насыщается кислородом, как в открытых системах. Единственными точками возможного проникновения кислорода являются поверхность уравнительного резервуара или горячего колодца, уплотнения циркуляционного насоса и подпиточная вода. При небольшом количестве требуемой подпиточной воды адекватная очистка может практически исключить коррозию и накопление продуктов коррозии.
КОНТРОЛЬ ВЕСОВ
Некоторые закрытые системы, такие как системы с охлажденной водой, работают при относительно низких температурах и требуют очень небольшого количества подпиточной воды. Поскольку концентрации растворенных твердых веществ не происходит, можно использовать довольно жесткую подпиточную воду с небольшой опасностью образования накипи. Однако в дизельных и газовых двигателях высокая температура воды в рубашке значительно повышает склонность к образованию накипи. В течение длительного времени добавление даже небольшого количества жесткой подпиточной воды вызывает постепенное образование накипи в цилиндрах и головках цилиндров. При наличии конденсата предпочтительнее использовать его для подпитки охлаждающей воды замкнутой системы. При отсутствии конденсата в подпиточную воду следует применять умягчение цеолитом.
ПРОТИВ КОРРОЗИИ
Повышение температуры воды вызывает усиление коррозии. В вентилируемой системе эта тенденция снижается за счет пониженной растворимости кислорода при более высоких температурах.
На этом основана механическая деаэрация.
Скорость коррозии при повышении температуры воды для двух разных наборов условий.
Кривая А отображает данные для полностью закрытой системы без возможности выпуска кислорода в атмосферу. Кривая B показывает данные для вентилируемой системы. При температуре до 170°F (77°C) кривые практически параллельны. При температуре выше 170°F (77°C) кривая B падает. Это происходит потому, что более низкая растворимость кислорода при повышении температуры в системе со свободной вентиляцией снижает скорость коррозии быстрее, чем повышение температуры увеличивает ее. Однако во многих закрытых системах растворенный кислород, поступающий в систему с подпиточной водой, не может быть свободно удален, что приводит к выделению кислорода в точках с высокой теплопередачей, что может вызвать сильную коррозию.
Необработанные системы могут серьезно пострадать от коррозии из-за точечной коррозии, гальванического воздействия и щелевого воздействия.
Закрытые системы охлаждения, которые периодически отключаются, подвергаются воздействию температуры воды, которая может варьироваться от температуры окружающей среды до 180°F (82°C) или выше. Во время отключения кислород может попадать в воду до тех пор, пока не будет достигнут предел ее насыщения. Когда система возвращается к работе при высоких температурах, растворимость кислорода падает, и выделяющийся кислород воздействует на металлические поверхности (Рисунок 32-1).
Металлургия, используемая при создании современных двигателей, компрессоров и систем охлаждения, включает чугун, сталь, медь, медные сплавы и алюминий, а также припои. Также используются неметаллические компоненты, такие как натуральный или синтетический каучук, асбест и углерод. При наличии биметаллических пар может развиться гальваническая коррозия.
Тремя наиболее надежными ингибиторами коррозии для закрытых систем водяного охлаждения являются хроматы, молибдаты и нитриты. Как правило, хроматные или молибдатные типы оказались лучшими средствами для обработки.
Для смешанных металлургических систем молибдатные ингибиторы обеспечивают наилучшую защиту от коррозии.
Обработка хроматом в диапазоне 500-1000 частей на миллион как Cr 4 O 2¯ удовлетворительна, если не существует биметаллического влияния. При наличии таких биметаллических пар, как сталь и медь, уровни хроматирования должны быть увеличены до уровня, превышающего 2000 частей на миллион. Максимальная эффективность ингибитора может быть достигнута, если рН этих систем поддерживается между 7,5 и 9,5.
В закрытой системе может быть довольно сложно предотвратить коррозию алюминия и его сплавов; pH воды должен поддерживаться ниже 9.0. Алюминий амфотерен — он растворяется как в кислоте, так и в щелочи, и скорость его коррозии увеличивается при уровне pH выше 9,0. Биметаллическая пара, с которой труднее всего справиться, — это пара из меди и алюминия, для которых концентрации хромата даже выше 5000 частей на миллион могут оказаться недостаточными.
Если циркуляционные насосы оснащены определенными механическими уплотнениями, такими как графит, концентрация хромата не может превышать 250 частей на миллион.
Это связано с тем, что вода, протекающая мимо уплотнений, испаряется и оставляет высокую концентрацию абразивных солей, которые могут повредить уплотнение.
Еще одна проблема возникает при использовании ингибиторов хроматирования в системах охлаждения компрессоров, работающих с высокосернистым газом. При утечке кислого газа из силового цилиндра в водяной контур произойдет значительное восстановление хромата, что приведет к ухудшению контроля коррозии и отложению восстановленного хромата.
В применениях с очень высокой скоростью теплопередачи, таких как системы охлаждения кристаллизаторов МНЛЗ, уровень хромата должен поддерживаться на уровне максимум 100-150 частей на миллион. В этих экстремальных условиях хромат может скапливаться на границах зерен формы, вызывая достаточную изоляцию, что создает проблемы с надежностью оборудования.
Токсичность высоких концентраций хроматов может ограничивать их использование, особенно когда систему необходимо часто опорожнять.
Действующее законодательство значительно сократило допустимые пределы сброса и отчетное количество разливов продуктов на основе хроматов. В зависимости от типа закрытой системы и различных факторов государственных/федеральных законов, ограничивающих использование хромата, может потребоваться альтернатива без хромата.
Обработка молибдатом обеспечивает эффективную защиту от коррозии и является экологически приемлемой альтернативой ингибиторам хромата. Смеси нитрит-молибдат-азол ингибируют коррозию в стальных, медных, алюминиевых и смешанных металлургических системах. Молибдаты термически стабильны и могут обеспечить превосходную защиту от коррозии как в мягкой, так и в жесткой воде. рН системы обычно регулируется в пределах от 7,0 до 9..0. Рекомендуемые контрольные пределы обработки составляют 200-300 ppm молибдата в виде MoO 4 2¯ . Ингибиторы молибдата не следует использовать при уровне кальция выше 500 частей на миллион.
Нитриты – еще один широко распространенный нехроматный закрытый ингибитор охлаждающей воды.
Концентрации нитритов в диапазоне 600-1200 частей на миллион, как NO 2 — , будут соответствующим образом ингибировать коррозию железа и стали, когда pH поддерживается выше 7,0. Системы, содержащие стальные и медные пары, требуют обработки в диапазоне 5000-7000 частей на миллион. Если также присутствует алюминий, проблема коррозии усугубляется, и может потребоваться уровень обработки 10 000 частей на миллион. Во всех случаях рН оборотной воды следует поддерживать в щелочном диапазоне, но ниже 9..0, когда присутствует алюминий. При применении высоких уровней нитритов может потребоваться кислотная подача для контроля pH.
Одним из недостатков обработки нитритами является тот факт, что нитриты окисляются микроорганизмами. Это может привести к низким уровням ингибиторов и биологическому загрязнению. Подача неокисляющего противомикробного препарата может быть необходима для контроля реверсии нитритов и биологического загрязнения.
Данные о характеристиках продукта, полученные в ходе лабораторных исследований, моделирующих закрытую систему охлаждения из смешанной металлургии, идентифицировали скорости коррозии стали и Адмиралтейства для трех ингибиторов закрытой системы при повышении уровня обработки.
Как показано, обработка на основе молибдата обеспечивает наилучшую общую защиту стали и Admiralty. Для достижения аналогичного ингибирования хроматом требуются более высокие концентрации обработки. Обработка на основе нитритов также обеспечивает эффективную защиту стали с результатами, сравнимыми с результатами, полученными с молибдатом; однако приемлемое адмиралтейское ингибирование коррозии не достигается.
Закрытые системы часто требуют добавления подходящего антифриза. Нехроматные ингибиторы совместимы с типичными антифризами. Хроматы можно использовать со спиртовым антифризом, но pH циркулирующей воды должен поддерживаться выше 7,0, чтобы предотвратить снижение содержания хроматов. Поскольку гликолевые антифризы несовместимы с обработкой на основе хроматов, следует использовать нехроматные ингибиторы. Обработка молибдатом не должна использоваться с антифризами солевого типа.
В закрытых системах, которые постоянно работают при температуре ниже 32°F (0°C), часто используется закрытая система рассола.
Американское общество инженеров-холодильщиков установило пределы содержания хроматов при обработке солевым раствором. Соляные растворы кальция ограничены содержанием хромата 1250 частей на миллион, а рассолы натрия ограничены содержанием хромата 2500 частей на миллион. pH должен быть 7,0-8,5 только при корректировке щелочью. Определенный успех также был достигнут при очистке закрытых соляных систем на основе нитритов при уровне очистки около 2000 частей на миллион в качестве 9.0011
NO2¯
Рисунок 32-1. Типичная закрытая система охлаждения.
Рисунок 32-2. Влияние температуры на скорость коррозии в закрытых (A) и открытых (B) системах.
Рисунок 32-3. Сравнение различных обработок для подавления коррозии в замкнутой системе смешанной металлургии.
Закрытые морские системы охлаждения
Назад
Морские закрытые «пресноводные» системы охлаждения — это несколько неправильное название, поскольку в действительности в них циркулирует не пресная вода, а смесь антифриза и воды.
В отличие от автомобиля, где антифриз/вода циркулирует через радиатор с воздушным охлаждением, в закрытой системе охлаждения используется вода из озера или океана, протекающая через теплообменник, для отвода тепла от смеси воды/антифриза, охлаждающей двигатель.
A Типовой теплообменник
Теплообменник
Теплообменник является сердцем замкнутой системы охлаждения. Он использует неочищенную озерную или океанскую воду, подаваемую насосом неочищенной воды, в качестве охлаждающей жидкости для двигателей, циркулирующих в воде. Циркуляционная вода проходит по замкнутому контуру через двигатель только в половинной системе, а в полной системе также и через выпускной коллектор. Теплообменник действует как радиатор в автомобиле, однако для охлаждения циркулирующей воды используется сырая вода, а не воздух. Неочищенная вода подается насосом через несколько небольших трубок внутри теплообменника, эти трубки будут поглощать и обменивать тепло от циркулирующей воды, окружающей их, и выходить из теплообменника к вытяжным стоякам для сброса за борт.
Горячая циркуляционная вода проходит через теплообменник по разным линиям, обмениваясь теплом через охлаждающие трубки и выходя из теплообменника обратно к циркуляционному насосу и блоку. У нас есть несколько запасных баков теплообменников для различных стандартных применений:
- Альбин |
- Гусеница |
- Крис Крафт |
- Крайслер |
- Крестоносец |
- Камминз |
- Дженерал Моторс |
- Хино |
- Джон Дир |
- Джонсон энд Тауэрс |
- Колер |
- Леман |
- Меркруизер |
- Онан |
- Перкинс |
- Прогулочный корабль |
- Звездная сила |
- Универсальный медалист |
- Морская мощь США |
- Вольво |
- Вестербеке |
Расширительный бачок
Этот бачок, который иногда крепится к самому теплообменнику, иногда монтируется отдельно, является очень важной частью замкнутой системы охлаждения.
По мере того, как охлаждающая жидкость двигателя нагревается, она расширяется, увеличиваясь в объеме. Этой воде нужно куда-то уходить, а расширительный бак — это бак, который обеспечивает пространство для расширения этой горячей воды. У нас есть пара запасных расширительных баков.
Полусистема (только блок двигателя)
Полузакрытая система охлаждения предназначена для циркуляции охлаждающей воды только через блок. Как показано на диаграмме ниже, сырая вода забирается через приводной водосборник или через водосборник, установленный на корпусе, и, если он имеется, она проходит через морской фильтр для очистки воды от мусора. Оттуда она будет проходить через насос сырой воды. Неочищенная вода будет использоваться с вашим моторным маслом и охладителями гидроусилителя руля, поскольку они не будут частью замкнутой циркуляционной системы. Отсюда сырая вода будет проходить в резервуар теплообменника и перекачиваться через множество небольших труб, где она будет обмениваться теплом с водой циркуляционных систем.
Затем сырая вода выходит из теплообменника, проходит через коллектор, в стояк, а затем выходит из лодки. Что касается циркуляционной воды в закрытой системе охлаждения, холодная вода будет поступать в двигатель через циркуляционный насос и циркулировать по двигателю. Горячая вода будет выходить через водовыпускное отверстие в верхней части коллектора и направляться в теплообменник для обмена теплом, которое она несет, с сырой водой. После замены холодная циркулирующая вода выходит из теплообменника и возвращается к циркуляционному насосу, чтобы начать другой контур. См. ниже схему работы полусистемы:
Типовой трубопровод для половинной системы
Полная система (блок двигателя и выпускные коллекторы)
Полностью закрытая система охлаждения предназначена для циркуляции охлаждающей воды через блок и выпускные коллекторы. Как показано на диаграмме ниже, сырая вода забирается через приводной водосборник или через водосборник, установленный на корпусе, и, если он имеется, она проходит через морской фильтр для очистки воды от мусора.
Оттуда она будет проходить через насос сырой воды. Неочищенная вода будет использоваться с вашим моторным маслом и охладителями гидроусилителя руля, поскольку они не будут частью замкнутой циркуляционной системы. Отсюда сырая вода будет проходить в резервуар теплообменника и перекачиваться через множество небольших труб, где она будет обмениваться теплом с водой циркуляционных систем. Затем сырая вода выходит из теплообменника и попадает прямо в стояки, а затем выходит из лодки. Выпускной коллектор и стояк будут заблокированы, поэтому между ними не будет проходить вода. Что касается циркуляционной воды в закрытой системе охлаждения, холодная вода будет поступать в двигатель через циркуляционный насос и циркулировать по двигателю. Вода будет нагреваться в двигателе, и теплая вода будет выходить через выпускное отверстие в верхней части коллектора и направляться к коллекторам. После циркуляции через коллекторы горячая вода направляется в теплообменник для обмена теплом, которое она несет, с сырой водой.
После замены холодная циркулирующая вода выходит из теплообменника и возвращается к циркуляционному насосу, чтобы начать другой контур. См. ниже схему полной работы системы:
с. — медь/латунь 
только, карбюраторная, Half-System 
, Полносистемная закрытая система охлаждения 
-1983, Полная система 