مبرد الهواء البحري: كيف يعمل

مبرد هواء الشحن البحري (CAC، ويُسمى أيضًا المبرد الداخلي) عبارة عن مبادل حراري يتم تركيبه بين الشاحن التوربيني وأسطوانات المحرك في محركات الديزل البحرية ثنائية الشوط ورباعية الأشواط. وظيفتها الأساسية: تبريد الهواء الساخن المضغوط المشحون بالشاحن التوربيني قبل دخوله إلى غرف الاحتراق في المحرك.

-خروج الهواء المضغوط الساخن من الشاحن التوربيني

يقوم الشاحن التوربيني بضغط الهواء الداخل لتعزيز قوة المحرك. يؤدي الضغط إلى رفع درجة حرارة الهواء بشكل حاد، غالبًا ما يصل إلى 180 درجة ~ 230 درجة. الهواء الساخن لديه كثافة أقل. كمية أقل من الأكسجين للاحتراق، وانبعاثات أعلى من أكسيد النيتروجين والحمل الحراري للمحرك.

-انتقال الحرارة داخل مبرد هواء الشحن

يتدفق هواء الشحن الساخن عبر حزم الأنابيب ذات الزعانف. مياه البحر / مياه التبريد العذبة تجري داخل الأنابيب. تنتقل الحرارة من الهواء الساخن ← الزعانف ← جدار الأنبوب ← وسط التبريد. تنخفض درجة حرارة الهواء عادةً إلى 45-55 درجة قبل دخول المحرك.

-يغذي الأسطوانات هواء بارد كثيف

يصبح الهواء المبرد أكثر كثافة، مما يوفر المزيد من الأكسجين لاحتراق الوقود.

نوعان من دوائر التبريد لـ CAC البحري

1. مياه البحر المبردة (مباشرة)

وسط التبريد: مياه البحر داخل الأنابيب، عادة 90-10 أنابيب كوبرونيكل.
>الايجابيات: قدرة تبريد قوية.
>السلبيات: خطر التآكل، والتآكل، والتلوث؛ يتطلب التنظيف المنتظم.

2. تبريد المياه العذبة (دائرة غير مباشرة / مغلقة)

يدور ماء الجليكول الطازج المغلق من خلال مبرد هواء الشحن؛ يتم بعد ذلك تبريد المياه العذبة بواسطة مبادل حراري منفصل لمياه البحر.
>الإيجابيات: تآكل أقل للأنبوب، وعمر خدمة أطول لنواة CAC.
>السلبيات: نظام أكبر، درجة حرارة هواء الشحن أعلى قليلاً.

الفوائد الرئيسية من تشغيل مبرد هواء الشحن

- زيادة خرج طاقة المحرك
- تقليل درجة حرارة العادم والضغط الحراري على أجزاء المحرك
- تكوين قطع NOₓ (يتوافق مع قواعد الانبعاثات البحرية)
- تحسين كفاءة احتراق الوقود، وتقليل استهلاك الوقود

القضايا البحرية المشتركة في العالم الحقيقي

- تلوث جانب الهواء: رذاذ الزيت، رواسب السخام تسد الزعانف ← تبريد سيئ، ارتفاع درجة حرارة مخرج الهواء
- يؤدي التحجيم بجانب الماء / الحشف الحيوي البحري إلى تقليل التدفق وانتقال الحرارة
- تسرب الأنبوب: يؤدي اختلاط مياه البحر بالهواء الداخل إلى خطر تآكل المحرك