Промежуточный охладитель: принцип работы и применение.
Intercooler
Интеркулер: охлаждение воздуха после компрессии в двигателях. Типы интеркулеров: воздух-воздух и воздух-жидкость. Принцип работы и сравнение систем охлаждения.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Интеркулер — это теплообменник, используемый для охлаждения газа после сжатия.
Heat exchanger used to cool a gas after compression
the Australian rock group
An intercooler is a heat exchanger used to cool a gas after compression.
Способ теплопередачи
Интеркулеры воздух-воздух – это теплообменники, которые отводят тепло от нагнетаемого воздуха непосредственно в атмосферу. В качестве альтернативы, жидкостные интеркулеры передают тепло от нагнетаемого воздуха к промежуточной жидкости (обычно воде), которая, в свою очередь, отдает тепло в атмосферу. Теплообменник, отводящий тепло от жидкости в атмосферу, работает аналогично основному радиатору в системе охлаждения двигателя с водяным охлаждением, или, в некоторых случаях, система охлаждения двигателя также используется для системы интеркулинга. Жидкостные интеркулеры обычно тяжелее своих аналогов типа воздух-воздух из-за дополнительных компонентов, составляющих систему (например, насос циркуляции воды, радиатор, охлаждающая жидкость и трубопроводы). Большинство морских двигателей используют жидкостные интеркулеры, поскольку вода из озера, реки или моря легко доступна для целей охлаждения. Кроме того, большинство морских двигателей расположены в закрытых отсеках, где обеспечить достаточный поток охлаждающего воздуха для интеркулера типа воздух-воздух было бы затруднительно. Морские интеркулеры обычно имеют трубчатую конструкцию: воздух проходит вокруг ряда труб внутри корпуса охладителя, а морская вода циркулирует внутри этих труб. Основные материалы, используемые в таких конструкциях, предназначены для защиты от коррозии морской водой: медно-никелевый сплав для труб и бронза для крышек, контактирующих с морской водой.
Air to air intercoolers are heat exchangers that transfer heat from the intake air directly to the atmosphere. Alternatively, air to liquid intercoolers transfer the heat from the intake air to intermediate liquid (usually water), which in turn transfers the heat to the atmosphere. The heat exchanger that transfers the heat from the fluid to the atmosphere operates in a similar fashion to the main radiator in a water cooled engine's cooling system, or in some cases the engine's cooling system is also used for the intercooling system. Air to liquid intercoolers are usually heavier than their air to air counterparts, due to additional components making up the system (e. g. water circulation pump, radiator, fluid, and plumbing). The majority of marine engines use air to liquid intercoolers, since the water of the lake, river or sea can easily be accessed for cooling purposes. In addition, most marine engines are located in closed compartments where obtaining a good flow of cooling air for an air to air unit would be difficult. Marine intercoolers take the form of a tubular heat exchanger with the air passing around a series of tubes within the cooler casing, and sea water circulating inside the tubes. The main materials used for this kind of application are meant to resist sea water corrosion: Copper Nickel for the tubes and bronze for the sea water covers.
Альтернативы
Альтернативой использованию интеркулеров, которая сейчас встречается редко, был впрыск избыточного топлива в камеру сгорания, чтобы процесс испарения охлаждал цилиндры и предотвращал детонацию. Однако этот метод имел недостатки в виде повышенного расхода топлива и увеличения выбросов в выхлопных газах.
An alternative to using intercoolers which is rarely used these days was to inject excess fuel into the combustion chamber, so that the vaporization process would cool the cylinders in order to prevent knocking. However the downsides to this method were increased fuel consumption and exhaust gas emissions.
Компрессоры воздуха
Интеркулеры используются для отвода тепла, выделяющегося на первой ступени двухступенчатых воздушных компрессоров. Двухступенчатые компрессоры производятся благодаря их высокой эффективности по своей природе. Охлаждающее действие интеркулера является основной причиной этой повышенной эффективности, приближая её к циклу Карно. Удаление тепла сжатия после первой ступени приводит к увеличению плотности поступающего воздуха. Это, в свою очередь, позволяет второй ступени произвести больше работы при заданном коэффициенте сжатия. Установка интеркулера требует дополнительных вложений.
Intercoolers are used to remove the waste heat from the first stage of two stage air compressors. Two stage air compressors are manufactured because of their inherent efficiency. The cooling action of the intercooler is principally responsible for this higher efficiency, bringing it closer to Carnot efficiency. Removing the heat of compression from the discharge of the first stage has the effect of densifying the air charge. This, in turn, allows the second stage to produce more work from its fixed compression ratio. Adding an intercooler to the setup requires additional investments.