Climatiseur

Le remplissage d'un climatiseur avec du fréon peut se faire de plusieurs manières, chacune d'elles a ses propres avantages, inconvénients et précision.

Le choix de la méthode de remplissage des climatiseurs dépend du niveau de professionnalisme du technicien, de la précision requise et des outils utilisés.

Il ne faut pas oublier non plus que tous les réfrigérants ne peuvent pas être remplis, mais uniquement monocomposants (R22) ou conditionnellement isotropes (R410a).

Les fréons à plusieurs composants sont constitués d'un mélange de gaz avec différents propriétés physiques, qui, en cas de fuite, s'évaporent de manière inégale et même avec petite fuite leur composition change, les systèmes utilisant de tels réfrigérants doivent donc être complètement rechargés.

Remplissage du climatiseur avec du fréon au poids

Chaque climatiseur est chargé en usine avec une certaine quantité de réfrigérant dont la masse est indiquée dans la documentation du climatiseur (également indiquée sur la plaque signalétique), des informations sur la quantité de fréon qui doit être ajoutée en plus par mètre sont y est également indiqué. voie fréon(généralement 5-15 gr.)

Lors du ravitaillement par cette méthode, il est nécessaire de vider complètement le circuit frigorifique du fréon restant (dans une bouteille ou de l'évacuer dans l'atmosphère, cela ne nuit pas du tout à l'environnement - lisez à ce sujet dans l'article sur l'influence du fréon sur le climat) et l'évacuer. Remplissez ensuite le système avec la quantité spécifiée de réfrigérant à l'aide d'une balance ou d'un cylindre de remplissage.

Les avantages de cette méthode sont haute précision et le processus assez simple de remplissage du climatiseur. Les inconvénients incluent la nécessité d'évacuer le fréon et d'évacuer le circuit, et le cylindre de remplissage a également un volume limité à 2 ou 4 kilogrammes et de grandes dimensions, ce qui lui permet d'être utilisé principalement dans des conditions stationnaires.

Remplissage du climatiseur avec du fréon pour le sous-refroidissement

La température de sous-refroidissement est la différence entre la température de condensation du fréon déterminée à partir du tableau ou de l'échelle du manomètre (déterminée par la pression lue sur le manomètre connecté à la conduite). haute pression directement sur la balance ou sur le tableau) et la température à la sortie du condenseur. La température de sous-refroidissement doit généralement être comprise entre 10 et 12 0 C (la valeur exacte est indiquée par les fabricants)

Une valeur d'hypothermie inférieure à ces valeurs indique un manque de fréon - il n'a pas le temps de refroidir suffisamment. Dans ce cas, il faut faire le plein

Si le sous-refroidissement est supérieur à la plage spécifiée, il y a un excès de fréon dans le système et celui-ci doit être vidangé jusqu'à ce qu'il atteigne valeurs optimales hypothermie.

Vous pouvez recharger cette méthode en utilisant appareils spéciaux, qui déterminent immédiatement le niveau de sous-refroidissement et la pression de condensation, ou peuvent être effectués à l'aide d'instruments séparés - un collecteur manométrique et un thermomètre.

Les avantages de cette méthode incluent une précision de remplissage suffisante. Mais la précision de cette méthode est affectée par la contamination de l'échangeur de chaleur, donc avant de faire le plein avec cette méthode, il est nécessaire de nettoyer (rincer) le condenseur de l'unité extérieure.

Recharger le climatiseur avec du réfrigérant en raison d'une surchauffe

La surchauffe est la différence entre la température d'évaporation du réfrigérant déterminée par la pression de saturation dans le circuit frigorifique et la température après l'évaporateur. Elle est pratiquement déterminée en mesurant la pression au niveau de la vanne d'aspiration du climatiseur et la température du tube d'aspiration à une distance de 15 à 20 cm du compresseur.

La surchauffe est généralement comprise entre 5 et 7 0 C (la valeur exacte est indiquée par le fabricant)

Une diminution de la surchauffe indique un excès de fréon - il doit être vidangé.

Un sous-refroidissement supérieur à la normale indique un manque de réfrigérant ; le système doit être chargé jusqu'à ce que la valeur de surchauffe requise soit atteinte.

Cette méthode est assez précise et peut être considérablement simplifiée si des dispositifs spéciaux sont utilisés.

Autres méthodes de chargement des systèmes de réfrigération

Si le système dispose d'une fenêtre d'inspection, la présence de bulles peut indiquer un manque de fréon. Dans ce cas, remplir le circuit frigorifique jusqu'à disparition du flux de bulles ; cela doit être fait par portions, après chaque portion attendre la stabilisation de la pression et l'absence de bulles.

Vous pouvez également remplir par pression, en atteignant les températures de condensation et d'évaporation spécifiées par le fabricant. La précision de cette méthode dépend de la propreté du condenseur et de l'évaporateur.

Améliorer l'efficacité de la réfrigération

installations dues au sous-refroidissement du réfrigérant

Établissement d'enseignement public fédéral d'enseignement professionnel supérieur "Baltique académie d'état flotte de pêche"

Russie, *****@***ru

Réduire la consommation énergie électrique est très aspect important vie en lien avec la situation énergétique actuelle du pays et du monde. La réduction de la consommation d'énergie des unités de réfrigération peut être obtenue en augmentant la capacité de refroidissement des unités de réfrigération. Ce dernier peut être réalisé en utilisant différents types de sous-refroidisseurs. Ainsi, considéré différentes sortes sous-refroidisseurs et développé le plus efficace.

capacité frigorifique, sous-refroidissement, échangeur de chaleur régénératif, sous-refroidisseur, ébullition entre tuyaux, ébullition à l'intérieur des tuyaux

En sous-refroidissant le réfrigérant liquide avant l'étranglement, des améliorations significatives de l'efficacité de fonctionnement peuvent être obtenues. unité de réfrigération. Le sous-refroidissement du réfrigérant peut être obtenu en installant un sous-refroidisseur. Le sous-refroidisseur du réfrigérant liquide provenant du condenseur à la pression de condensation jusqu'à la vanne de régulation est conçu pour le refroidir en dessous de la température de condensation. Exister différentes manières surfusion : due à l'ébullition du liquide réfrigérant à pression intermédiaire, à la sortie de l'agent vapeur de l'évaporateur et à l'aide de l'eau. Le sous-refroidissement du réfrigérant liquide permet d'augmenter la capacité de refroidissement du groupe frigorifique.

L'un des types d'échangeurs de chaleur conçus pour la surfusion du réfrigérant liquide sont les échangeurs de chaleur régénératifs. Dans les appareils de ce type, la surfusion du réfrigérant est obtenue grâce à l'agent vaporeux quittant l'évaporateur.

Dans les échangeurs de chaleur régénératifs, la chaleur est échangée entre le réfrigérant liquide provenant du récepteur vers la vanne de régulation et le réfrigérant vapeur sortant de l'évaporateur. Les échangeurs de chaleur régénératifs sont utilisés pour remplir une ou plusieurs des fonctions suivantes :

1) augmenter l'efficacité thermodynamique du cycle frigorifique ;

2) sous-refroidissement du réfrigérant liquide pour éviter la vaporisation devant la vanne de régulation ;

3) évaporation d'une petite quantité de liquide évacuée de l'évaporateur. Parfois, lors de l’utilisation d’évaporateurs noyés, une couche de liquide riche en huile est délibérément détournée vers la conduite d’aspiration pour permettre le retour de l’huile. Dans ces cas, les échangeurs de chaleur régénératifs servent à évaporer le réfrigérant liquide de la solution.

En figue. La figure 1 montre un schéma de l'installation RT.

Fig. 1. Schéma d'installation de l'échangeur de chaleur régénératif

Figue. 1. Le schéma d'installation de l'échangeur de chaleur régénératif

La forme la plus simple d'échangeur de chaleur est obtenue par contact métallique (soudage, brasage) entre les canalisations de liquide et de vapeur pour assurer un contre-courant. Les deux canalisations sont recouvertes d’isolant comme une seule unité. Pour garantir des performances maximales, la conduite de liquide doit être située en dessous de la conduite d'aspiration, car le liquide dans la conduite d'aspiration peut s'écouler le long de la génératrice inférieure.

Les échangeurs de chaleur régénératifs à calandre et à serpentins et à calandre et à tubes sont les plus répandus dans l'industrie nationale et à l'étranger. En petit machines frigorifiques Les échangeurs de chaleur produits par des sociétés étrangères utilisent parfois des échangeurs de chaleur à serpentins de conception simplifiée, dans lesquels un tube de liquide est enroulé sur un tube d'aspiration. La société Dunham-Busk (Dunham-Busk, USA) remplit le serpentin liquide enroulé sur la conduite d'aspiration avec un alliage d'aluminium pour améliorer le transfert de chaleur. La conduite d'aspiration est équipée de nervures longitudinales internes lisses, offrant un bon transfert de chaleur à la vapeur avec une résistance hydraulique minimale. Ces échangeurs de chaleur sont conçus pour les installations d'une puissance frigorifique inférieure à 14 kW.

Pour les installations de moyenne et grande capacité, les échangeurs de chaleur régénératifs à calandre et serpentin sont largement utilisés. Dans les dispositifs de ce type, une bobine liquide (ou plusieurs bobines parallèles), enroulée autour d'un déplaceur, est placée dans récipient cylindrique. La vapeur passe dans l'espace annulaire entre le déplaceur et le boîtier, assurant ainsi un lavage plus complet de la surface du serpentin liquide avec de la vapeur. La bobine est constituée de tuyaux lisses, et le plus souvent de tuyaux à ailettes externes.

Lors de l'utilisation d'échangeurs de chaleur tuyau dans tuyau (généralement pour les petites machines frigorifiques) Attention particulière faites attention à l'intensification des échanges thermiques dans l'appareil. À cette fin, soit des tuyaux à ailettes sont utilisés, soit toutes sortes d'inserts (fil, ruban adhésif, etc.) sont utilisés dans la zone vapeur ou dans les zones vapeur et liquide (Fig. 2).

Figure 2. Echangeur de chaleur régénératif de type « pipe-in-pipe »

Figue. 2. Échangeur de chaleur régénératif de type « pipe in pipe »

Le sous-refroidissement dû à l'ébullition du réfrigérant liquide à pression intermédiaire peut être effectué dans des récipients intermédiaires et des économiseurs.

Dans les groupes frigorifiques basse température à compression à deux étages, le travail du récipient intermédiaire installé entre les compresseurs du premier et du deuxième étage détermine en grande partie la perfection thermodynamique et l'efficacité du fonctionnement de l'ensemble du groupe frigorifique. Le navire intermédiaire remplit les fonctions suivantes :

1) « abaisser » la surchauffe de la vapeur après le compresseur du premier étage, ce qui entraîne une diminution du travail dépensé par l'étage haute pression ;

2) refroidir le fluide frigorigène avant son entrée dans la vanne de régulation à une température proche ou égale à la température de saturation à pression intermédiaire, ce qui réduit les pertes dans la vanne de régulation ;

3) séparation partielle de l'huile.

Selon le type de récipient intermédiaire (à serpentin ou sans serpentin), un schéma avec étranglement en un ou deux étages du réfrigérant liquide est mis en œuvre. Dans les systèmes sans pompe, il est préférable d'utiliser des récipients intermédiaires en serpentin dans lesquels le liquide est sous pression de condensation, assurant l'alimentation en réfrigérant liquide du système évaporatif des réfrigérateurs à plusieurs étages.

La présence d'un serpentin élimine également un huilage supplémentaire du liquide dans le récipient intermédiaire.

Dans les systèmes de circulation par pompe, où l'alimentation en liquide du système d'évaporation est assurée par la pression de la pompe, des récipients intermédiaires sans serpentin peuvent être utilisés. L'utilisation actuelle de séparateurs d'huile efficaces dans les installations frigorifiques (rinçage ou cyclone côté refoulement, hydrocyclones dans le système d'évaporation) permet également utilisation possible Récipients intermédiaires sans bobine - des appareils plus efficaces et plus faciles à utiliser conception.

La surfusion de l'eau peut être obtenue dans des sous-refroidisseurs à contre-courant.

En figue. La figure 3 montre un sous-refroidisseur à contre-courant à deux tuyaux. Il est constitué d'un ou deux tronçons assemblés à partir de tubes doubles connectés en série (pipe in pipe). Les tuyaux internes sont reliés par des rouleaux en fonte, les externes sont soudés. La substance de travail liquide s'écoule dans l'espace inter-tubes à contre-courant de l'eau de refroidissement circulant dans les tuyaux internes. Tuyaux - acier sans soudure. La température de sortie de la substance active de l'appareil est généralement supérieure de 2 à 3 °C à la température de l'eau de refroidissement entrante.

tuyau dans le tuyau"), dans chacun desquels le réfrigérant liquide est fourni via un distributeur, et le réfrigérant provenant d'un récepteur linéaire pénètre dans l'espace intertubulaire ; le principal inconvénient est la durée de vie limitée en raison de la défaillance rapide du distributeur. Le récipient intermédiaire, à son tour, peut être utilisé uniquement pour les systèmes de refroidissement fonctionnant à l'ammoniac.

Riz. 4. Croquis d'un sous-refroidisseur de fréon liquide avec ébullition dans l'anneau

Figue. 4. Le croquis d'un refroidisseur avec ébullition du fréon liquide dans l'espace intertubes

Le dispositif le plus approprié est un sous-refroidisseur de fréon liquide avec ébullition dans l'anneau. Le schéma d'un tel sous-refroidisseur est présenté sur la Fig. 4.

Structurellement, il s'agit d'un échangeur de chaleur à calandre et à tubes, dans l'espace inter-tubes duquel le réfrigérant bout, le réfrigérant pénètre dans les tuyaux depuis le récepteur linéaire, est surfondu puis fourni à l'évaporateur. Le principal inconvénient d'un tel sous-refroidisseur est le moussage du fréon liquide dû à la formation d'un film d'huile à sa surface, ce qui nécessite un dispositif spécial pour éliminer l'huile.

Ainsi, une conception a été développée dans laquelle il est proposé de fournir un réfrigérant liquide surfondu à partir d'un récepteur linéaire dans l'anneau et d'assurer (par pré-étranglement) l'ébullition du réfrigérant dans les tuyaux. Donné solution technique illustré sur la fig. 5.

Riz. 5. Croquis d'un sous-refroidisseur de fréon liquide avec ébullition à l'intérieur des tuyaux

Figue. 5. Le croquis d'un refroidisseur avec ébullition de fréon liquide à l'intérieur des tuyaux

Ce schéma de dispositif permet de simplifier la conception du sous-refroidisseur, en en excluant un dispositif permettant d'éliminer l'huile de la surface du fréon liquide.

Le sous-refroidisseur de fréon liquide proposé (économiseur) est un boîtier contenant un ensemble de tuyaux d'échange de chaleur avec des ailettes internes, également un tuyau pour l'entrée du réfrigérant refroidi, un tuyau pour la sortie du réfrigérant refroidi, des tuyaux pour l'entrée du réfrigérant étranglé. réfrigérant, et un tuyau pour la sortie du réfrigérant vaporeux.

La conception recommandée évite le moussage du fréon liquide, augmente la fiabilité et assure un sous-refroidissement plus intense du réfrigérant liquide, ce qui, à son tour, entraîne une augmentation de la capacité frigorifique de l'unité de réfrigération.

LISTE DES SOURCES LITTÉRAIRES UTILISÉES

1. Zelikovsky sur les échangeurs de chaleur des petites machines frigorifiques. - M. : Industrie Agroalimentaire, 19 p.

2. Ions de production de froid. - Kaliningrad : Livre. maison d'édition, 19 p.

3. Unités de réfrigération Danilov. - M. : Agropromizdat, 19с.

AMÉLIORATION DE L'EFFICACITÉ DES INSTALLATIONS FRIGORIFIQUES GRÂCE À LA SURREFROIDISSEMENT DU RÉFRIGÉRANT

N. V. Lubimov, Y. N. Slastichin, N. M. Ivanova

La surfusion du fréon liquide devant l'évaporateur permet d'augmenter la capacité frigorifique d'une machine frigorifique. À cette fin, nous pouvons utiliser des échangeurs de chaleur régénératifs et des surrefroidisseurs. Mais le surcooler est plus efficace avec l'ébullition du fréon liquide à l'intérieur des tuyaux.

capacité frigorifique, surfusion, surfusion

L'une des plus grandes difficultés du travail d'un réparateur est qu'il ne peut pas voir les processus qui se déroulent à l'intérieur des canalisations et dans le circuit de réfrigération. Cependant, mesurer le degré de sous-refroidissement peut fournir une image relativement précise du comportement du réfrigérant dans le circuit.

Notez que la plupart des concepteurs dimensionnent les condensateurs refroidis par air pour fournir un sous-refroidissement à la sortie du condenseur dans la plage de 4 à 7 K. Regardons ce qui se passe dans le condenseur si la valeur de sous-refroidissement est en dehors de cette plage.

A) Hypothermie réduite (généralement inférieure à 4 K).

Riz. 2.6

En figue. 2.6 montre la différence dans l'état du réfrigérant à l'intérieur du condenseur dans des conditions normales et hypothermie anormale. Température aux points tв=tc=te=38°С = température de condensation tк. La mesure de la température au point D donne la valeur td=35 °C, sous-refroidissement 3 K.

Explication. Lorsque le circuit frigorifique fonctionne normalement, les dernières molécules de vapeur se condensent au point C. Ensuite le liquide continue de se refroidir et la canalisation sur toute sa longueur (zone C-D) se remplit de la phase liquide, ce qui permet d'obtenir taille normale hypothermie (par exemple, 6 K).

S'il y a un manque de réfrigérant dans le condenseur, la zone C-D n'est pas complètement remplie de liquide, il n'y a que petite zone Cette zone est entièrement occupée par du liquide (zone E-D), et sa longueur n'est pas suffisante pour assurer une surfusion normale.

En conséquence, lors de la mesure de l'hypothermie au point D, vous obtiendrez certainement une valeur inférieure à la normale (dans l'exemple de la figure 2.6 - 3 K).

Et moins il y a de fluide frigorigène dans l'installation, moins sa phase liquide sera en sortie du condenseur et moins son degré de sous-refroidissement le sera.

A la limite, s'il y a un manque important de fluide frigorigène dans le circuit frigorifique, il y aura à la sortie du condenseur un mélange vapeur-liquide dont la température sera égale à la température de condensation, c'est-à-dire que le sous-refroidissement sera être égal à 0 K (voir Figure 2.7).

Riz. 2.7

tв=td=tk=38°С. Valeur de sous-refroidissement P/O = 38—38=0 K.

Ainsi, une charge insuffisante en réfrigérant entraîne toujours une diminution du sous-refroidissement.

Il s'ensuit qu'un réparateur compétent n'ajoutera pas imprudemment du fluide frigorigène dans l'installation sans s'assurer de l'absence de fuite et sans s'assurer que le sous-refroidissement est anormalement bas !

Notez qu'à mesure que du réfrigérant est ajouté au circuit, le niveau de liquide dans la partie inférieure du condenseur augmentera, provoquant une augmentation du sous-refroidissement.

Passons maintenant au phénomène inverse, à savoir une trop grande hypothermie.

B) Augmentation de l'hypothermie (généralement supérieure à 7 K).

Riz. 2.8

tв=te=tk= 38°С. td = 29°C, donc hypothermie P/O = 38-29 = 9 K.

Explication. Nous avons vu plus haut qu'un manque de fluide frigorigène dans le circuit entraînait une diminution du sous-refroidissement. D’un autre côté, un excès de réfrigérant s’accumulera au fond du condenseur.

Dans ce cas, la longueur de la zone du condenseur, entièrement remplie de liquide, augmente et peut occuper la totalité de la zone du condenseur. section E-D. La quantité de liquide en contact avec l'air de refroidissement augmente et la quantité de sous-refroidissement augmente également (dans l'exemple de la Fig. 2.8 P/O = 9 K).

En conclusion, nous soulignons que la mesure du degré de sous-refroidissement est idéale pour diagnostiquer le processus de fonctionnement d'un groupe frigorifique classique.

Lors d'une analyse détaillée défauts typiques nous verrons comment interpréter avec précision les données de ces mesures dans chaque cas spécifique.

Un sous-refroidissement trop faible (moins de 4 K) indique un manque de réfrigérant dans le condenseur. Un sous-refroidissement accru (plus de 7 K) indique un excès de réfrigérant dans le condenseur.

2.4. EXERCICE

Choisissez parmi 4 modèles de condenseurs refroidis par air illustrés à la fig. 2.9, celui que vous pensez être le meilleur. Expliquer pourquoi?

Riz. 2.9

En raison de la gravité, le liquide s'accumule au bas du condenseur, de sorte que l'entrée de vapeur dans le condenseur doit toujours être située en haut. Par conséquent, les options 2 et 4 sont pour le moins une solution étrange qui ne fonctionnera pas.

La différence entre les options 1 et 3 réside principalement dans la température de l’air qui souffle sur la zone hypothermique. Dans la 1ère option, l'air qui assure le sous-refroidissement pénètre dans la zone de sous-refroidissement déjà réchauffée, puisqu'il a traversé le condenseur. La conception de la 3ème option doit être considérée comme la plus réussie, car elle met en œuvre l'échange thermique entre le réfrigérant et l'air selon le principe du contre-courant. Cette option a meilleures caractéristiques le transfert de chaleur et la conception de l'installation dans son ensemble.

Pensez-y si vous n'avez pas encore décidé dans quelle direction amener l'air de refroidissement (ou l'eau) à travers le condenseur.

• L'influence de la température et de la pression sur l'état des réfrigérants
• Sous-refroidissement dans les condenseurs à air
• Analyse des cas d'hypothermie anormale

Regardons le schéma de la Fig. 2.1, représentant une coupe transversale d'un condenseur refroidi par air en fonctionnement normal. Supposons que le réfrigérant R22 entre dans le condenseur.

Point A. Les vapeurs de R22, surchauffées à une température d'environ 70°C, sortent du tuyau de refoulement du compresseur et entrent dans le condenseur à une pression d'environ 14 bars.

Ligne A-B. La surchauffe de la vapeur est réduite à pression constante.

Point B. Les premières gouttes de liquide R22 apparaissent. La température est de 38°C, la pression est toujours d'environ 14 bars.

Ligne BC. Les molécules de gaz continuent de se condenser. De plus en plus de liquide apparaît, de moins en moins de vapeur reste.
La pression et la température restent constantes (14 bar et 38°C) selon la relation pression-température du R22.

Point C. Les dernières molécules de gaz se condensent à une température de 38°C ; il n'y a rien dans le circuit sauf du liquide. La température et la pression restent constantes à environ 38°C et 14 bars respectivement.

Ligne C-D. Tout le réfrigérant s'est condensé ; le liquide continue de refroidir sous l'influence de l'air refroidissant le condenseur à l'aide d'un ventilateur.

Point D Le R22 en sortie du condenseur est uniquement en phase liquide. La pression est toujours autour de 14 bars, mais la température du fluide est descendue aux alentours de 32°C.

Pour le comportement des fluides frigorigènes mixtes tels que les hydrochlorofluorocarbures (HCFC) avec un glissement de température important, voir le paragraphe B de l'article 58.
Pour le comportement des réfrigérants hydrofluorocarbonés (HFC), tels que le R407C et le R410A, voir la section 102.

Le changement de l'état de phase de R22 dans le condensateur peut être représenté comme suit (voir Fig. 2.2).

De A à B. Réduction de la surchauffe de la vapeur R22 de 70 à 38°C (la zone A-B est la zone d'élimination des surchauffes dans le condenseur).

Au point B apparaissent les premières gouttes de liquide R22.
De B ​​à C. Condensation R22 à 38 °C et 14 bar (la zone B-C est la zone de condensation du condenseur).

Au point C, la dernière molécule de vapeur s'est condensée.
De C à D. Sous-refroidissement du liquide R22 de 38 à 32°C (la zone C-D est la zone de sous-refroidissement du liquide R22 dans le condenseur).

Pendant tout ce processus, la pression reste constante, égale à la lecture du manomètre HP (dans notre cas 14 bars).
Voyons maintenant comment se comporte l'air de refroidissement dans ce cas (voir Fig. 2.3).

L'air extérieur, qui refroidit le condenseur et entre à la température d'entrée de 25°C, est chauffé à 31°C, évacuant la chaleur générée par le réfrigérant.

Nous pouvons représenter les changements de température de l'air de refroidissement lors de son passage à travers le condenseur et la température du condenseur sous la forme d'un graphique (voir Fig. 2.4) où :

taé- température de l'air à l'entrée du condenseur.

tas- température de l'air en sortie du condenseur.

tK- température de condensation, lue sur le manomètre HP.

A6(lire : delta thêta) différence de température.

DANS cas général dans les condenseurs à air, différence de température dans l'air A0 = (tas-tae) a des valeurs de 5 à 10 K (dans notre exemple 6 K).
L'écart entre la température de condensation et la température de l'air en sortie du condenseur est également de l'ordre de 5 à 10 K (dans notre exemple 7 K).
Ainsi, la différence totale de température ( tK-tae) peut aller de 10 à 20 K (en règle générale, sa valeur est d'environ 15 K, mais dans notre exemple elle est de 13 K).

La notion de différence totale de température est très importante, puisque pour un condensateur donné cette valeur reste quasiment constante.

En utilisant les valeurs données dans l'exemple ci-dessus, on peut dire que pour une température de l'air extérieur à l'entrée du condenseur égale à 30°C (soit tae = 30°C), la température de condensation tk doit être égale à :
tae + dbtot = 30 + 13 = 43°C,
ce qui correspondrait à une lecture au manomètre haute pression d'environ 15,5 bars pour le R22 ; 10,1 bars pour le R134a et 18,5 bars pour le R404A.

Un des plus caractéristiques importantes Lors du fonctionnement du circuit frigorifique, il ne fait aucun doute que le degré de sous-refroidissement du liquide en sortie du condenseur est important.

Nous appellerons surfusion d'un liquide la différence entre la température de condensation du liquide à une pression donnée et la température du liquide lui-même à la même pression.

Nous savons que la température de condensation de l'eau à pression atmosphériqueégale à 100°C. Ainsi, lorsque vous buvez un verre d'eau à une température de 20°C, du point de vue de la thermophysique, vous buvez de l'eau surfondue de 80 K !

Dans un condenseur, le sous-refroidissement est défini comme la différence entre la température de condensation (lue sur le manomètre HP) et la température du liquide mesurée à la sortie du condenseur (ou dans le réservoir).

Dans l'exemple représenté sur la Fig. 2,5, sous-refroidissement P/O = 38 - 32 = 6 K.
La valeur normale du sous-refroidissement du réfrigérant dans les condenseurs à air se situe généralement entre 4 et 7 K.

Lorsque le niveau de sous-refroidissement est en dehors de la plage de température normale, cela indique souvent un processus de fonctionnement anormal.
Par conséquent, nous analyserons ci-dessous différents cas d’hypothermie anormale.

L'une des plus grandes difficultés du travail d'un réparateur est qu'il ne peut pas voir les processus qui se déroulent à l'intérieur des canalisations et dans le circuit de réfrigération. Cependant, mesurer le degré de sous-refroidissement peut fournir une image relativement précise du comportement du réfrigérant dans le circuit.

Notez que la plupart des concepteurs dimensionnent les condensateurs refroidis par air pour fournir un sous-refroidissement à la sortie du condenseur dans la plage de 4 à 7 K. Regardons ce qui se passe dans le condenseur si la valeur de sous-refroidissement est en dehors de cette plage.

A) Hypothermie réduite (généralement inférieure à 4 K).

En figue. 2.6 montre la différence d'état du réfrigérant à l'intérieur du condenseur pendant une surfusion normale et anormale.
Température aux points tB = tc = tE = 38°C = température de condensation tK. La mesure de la température au point D donne la valeur tD = 35 °C, sous-refroidissement 3 K.

Explication. Lorsque le circuit frigorifique fonctionne normalement, les dernières molécules de vapeur se condensent au point C. Ensuite le liquide continue de se refroidir et la canalisation sur toute sa longueur (zone C-D) se remplit de la phase liquide, ce qui permet d'obtenir un fonctionnement normal. valeur de sous-refroidissement (par exemple, 6 K).

En cas de manque de réfrigérant dans le condenseur, la zone C-D n'est pas complètement remplie de liquide, il n'y a qu'une petite partie de cette zone entièrement occupée par du liquide (zone E-D), et sa longueur n'est pas suffisante pour assurer un sous-refroidissement normal.
En conséquence, lors de la mesure de l'hypothermie au point D, vous obtiendrez certainement une valeur inférieure à la normale (dans l'exemple de la Fig. 2.6 - 3 K).
Et moins il y a de fluide frigorigène dans l'installation, moins sa phase liquide sera en sortie du condenseur et moins son degré de sous-refroidissement le sera.
A la limite, s'il y a un manque important de fluide frigorigène dans le circuit frigorifique, il y aura à la sortie du condenseur un mélange vapeur-liquide dont la température sera égale à la température de condensation, c'est-à-dire que le sous-refroidissement sera être égal à OK (voir Fig. 2.7).

Ainsi, une charge insuffisante en réfrigérant entraîne toujours une diminution du sous-refroidissement.

Il s'ensuit qu'un réparateur compétent n'ajoutera pas imprudemment du fluide frigorigène dans l'appareil sans s'assurer qu'il n'y a pas de fuite et sans s'assurer que le sous-refroidissement est anormalement bas !

Notez qu'à mesure que du réfrigérant est ajouté au circuit, le niveau de liquide dans la partie inférieure du condenseur augmentera, provoquant une augmentation du sous-refroidissement.
Passons maintenant au phénomène inverse, à savoir une trop grande hypothermie.

B) Augmentation de l'hypothermie (généralement supérieure à 7 k).

Explication. Nous avons vu plus haut qu'un manque de fluide frigorigène dans le circuit entraînait une diminution du sous-refroidissement. D’un autre côté, un excès de réfrigérant s’accumulera au fond du condenseur.

Dans ce cas, la longueur de la zone du condenseur entièrement remplie de liquide augmente et peut occuper toute la section E-D. La quantité de liquide en contact avec l'air de refroidissement augmente et la quantité de sous-refroidissement augmente également (dans l'exemple de la Fig. 2.8 P/O = 9 K).

En conclusion, nous soulignons que la mesure du degré de sous-refroidissement est idéale pour diagnostiquer le processus de fonctionnement d'un groupe frigorifique classique.
Au cours d'une analyse détaillée des défauts typiques, nous verrons comment interpréter avec précision les données de ces mesures dans chaque cas spécifique.

Un sous-refroidissement trop faible (moins de 4 K) indique un manque de réfrigérant dans le condenseur. Un sous-refroidissement accru (plus de 7 K) indique un excès de réfrigérant dans le condenseur.

En raison de la gravité, le liquide s'accumule au bas du condenseur, de sorte que l'entrée de vapeur dans le condenseur doit toujours être située en haut. Par conséquent, les options 2 et 4 sont pour le moins une solution étrange qui ne fonctionnera pas.

La différence entre les options 1 et 3 réside principalement dans la température de l’air qui souffle sur la zone hypothermique. Dans la 1ère option, l'air qui assure le sous-refroidissement pénètre dans la zone de sous-refroidissement déjà réchauffée, puisqu'il a traversé le condenseur. La conception de la 3ème option doit être considérée comme la plus réussie, car elle met en œuvre l'échange thermique entre le réfrigérant et l'air selon le principe du contre-courant.

Cette option présente les meilleures caractéristiques de transfert de chaleur et la meilleure conception globale de l'installation.
Pensez-y si vous n'avez pas encore décidé dans quelle direction amener l'air de refroidissement (ou l'eau) à travers le condenseur.

Dans le condenseur, le réfrigérant gazeux comprimé par le compresseur passe à l'état liquide (se condense). Selon les conditions de fonctionnement du circuit frigorifique, les vapeurs de fluide frigorigène peuvent se condenser totalement ou partiellement. Pour le bon fonctionnement du circuit frigorifique, une condensation complète de la vapeur du réfrigérant dans le condenseur est nécessaire. Le processus de condensation se produit à une température constante, appelée température de condensation.

Le sous-refroidissement du réfrigérant est la différence entre la température de condensation et la température du réfrigérant à la sortie du condenseur. Tant qu'il y a au moins une molécule de gaz dans le mélange de réfrigérant gazeux et liquide, la température du mélange sera égale à la température de condensation. Par conséquent, si la température du mélange à la sortie du condenseur est égale à la température de condensation, alors le mélange réfrigérant contient de la vapeur, et si la température du fluide frigorigène à la sortie du condenseur est inférieure à la température de condensation, alors cela indique clairement que le le réfrigérant est complètement devenu liquide.

Surchauffe du réfrigérant est la différence entre la température du réfrigérant à la sortie de l'évaporateur et le point d'ébullition du réfrigérant dans l'évaporateur.

Pourquoi avez-vous besoin de surchauffer les vapeurs d'un réfrigérant déjà bouilli ? Le but est de s’assurer que tout le réfrigérant passe à l’état gazeux. La présence d'une phase liquide dans le réfrigérant entrant dans le compresseur peut entraîner des coups de bélier et endommager le compresseur. Et comme l’ébullition du réfrigérant se produit à température constante, on ne peut pas dire que tout le réfrigérant s’est évaporé jusqu’à ce que sa température dépasse son point d’ébullition.

Dans les moteurs combustion interne il faut faire face au phénomène vibrations de torsion arbres Si ces vibrations menacent la résistance du vilebrequin dans la plage de fonctionnement de la vitesse de rotation de l'arbre, des antivibrateurs et des amortisseurs sont utilisés. Ils sont placés à l'extrémité libre du vilebrequin, c'est à dire là où se produisent les forces de torsion les plus importantes.

fluctuations.

des forces externes forcent le vilebrequin diesel à subir des vibrations de torsion

Ces forces sont la pression du gaz et les forces d'inertie du mécanisme à bielle et à manivelle, sous l'action variable desquelles un couple changeant continuellement est créé. Sous l'influence d'un couple inégal, des sections du vilebrequin se déforment : elles se tordent et se déroulent. En d’autres termes, des vibrations de torsion se produisent dans le vilebrequin. La dépendance complexe du couple sur l'angle de rotation du vilebrequin peut être représentée comme une somme de courbes sinusoïdales (harmoniques) avec différentes amplitudes et fréquences. À une certaine fréquence de rotation du vilebrequin, la fréquence de la force perturbatrice, en dans ce cas n'importe quelle composante du couple peut coïncider avec la fréquence naturelle de l'arbre, c'est-à-dire qu'un phénomène de résonance se produira, dans lequel les amplitudes des vibrations de torsion de l'arbre peuvent devenir si grandes que l'arbre peut s'effondrer.

Éliminer le phénomène de résonance dans les moteurs diesel modernes est utilisé appareils spéciaux- des antivibrateurs. Un type de dispositif de ce type, l'antivibrateur pendulaire, s'est largement répandu. Au moment où le mouvement du volant s'accélère à chacune de ses oscillations, la charge de l'antivibrateur, selon la loi de l'inertie, aura tendance à maintenir son mouvement à la même vitesse, c'est-à-dire qu'il commencera à prendre du retard à une certaine vitesse. angle par rapport à la section de l'arbre sur laquelle est fixé l'antivibrateur (position II) . La charge (ou plutôt sa force d'inertie) va, pour ainsi dire, « ralentir » l'arbre. Quand vitesse angulaire le volant (arbre) commencera à diminuer au cours de la même oscillation, la charge, obéissant à la loi de l'inertie, aura tendance à « tirer » l'arbre avec lui (position III),
Ainsi, les forces d'inertie de la charge suspendue lors de chaque oscillation agiront périodiquement sur l'arbre dans le sens opposé à l'accélération ou à la décélération de l'arbre, et modifieront ainsi la fréquence de ses propres oscillations.

Amortisseurs en silicone. L'amortisseur est constitué d'un boîtier étanche, à l'intérieur duquel se trouve un volant d'inertie (masse). Le volant moteur peut tourner librement par rapport au carter monté en extrémité du vilebrequin. L'espace entre le boîtier et le volant est rempli de liquide silicone à haute viscosité. Lorsque le vilebrequin tourne uniformément, le volant, en raison des forces de friction dans le fluide, acquiert la même fréquence (vitesse) de rotation que l'arbre. Que se passe-t-il si des vibrations de torsion du vilebrequin se produisent ? Ensuite, leur énergie est transférée au corps et sera absorbée par les forces de frottement visqueux nées entre le corps et la masse d'inertie du volant.

Modes basse vitesse et charge. Le passage des moteurs principaux aux modes bas régime, ainsi que le passage des moteurs auxiliaires aux modes faible charge, est associé à une réduction significative de l'alimentation en carburant des cylindres et à une augmentation de l'excès d'air. Dans le même temps, les paramètres de l'air en fin de compression diminuent. Le changement de PC et Tc est particulièrement visible dans les moteurs avec suralimentation de turbine à gaz, car le compresseur de turbine à gaz ne fonctionne pratiquement pas à faible charge et le moteur passe automatiquement en mode de fonctionnement à aspiration naturelle. De petites portions de combustible brûlant et un grand excès d'air réduisent la température dans la chambre de combustion.

En raison des basses températures du cycle, le processus de combustion du carburant est lent et lent ; une partie du carburant n'a pas le temps de brûler et s'écoule le long des parois des cylindres dans le carter ou est emportée avec les gaz d'échappement dans le système d'échappement.

Une mauvaise formation du mélange carburant-air, provoquée par une diminution de la pression d'injection de carburant lorsque la charge chute et que la vitesse de rotation diminue, contribue également à la détérioration de la combustion du carburant. Une injection de carburant inégale et instable, ainsi que des températures basses dans les cylindres, provoquent un fonctionnement instable du moteur, souvent accompagné de ratés d'allumage et d'une augmentation de la fumée.

La formation de carbone est particulièrement intense lorsque des carburants lourds sont utilisés dans les moteurs. Lors d'un fonctionnement à faibles charges, en raison d'une mauvaise atomisation et de températures relativement basses dans le cylindre, les gouttes de fioul lourd ne brûlent pas complètement. Lorsqu'une goutte est chauffée, les fractions légères s'évaporent et brûlent progressivement, et seules les fractions lourdes à point d'ébullition élevé restent en son cœur, à base d'hydrocarbures aromatiques, qui possèdent les liaisons les plus fortes entre les atomes. Par conséquent, leur oxydation conduit à la formation de produits intermédiaires - asphaltènes et résines, qui ont une adhérence élevée et peuvent adhérer fermement aux surfaces métalliques.

En raison des circonstances ci-dessus, lorsque les moteurs fonctionnent longtemps à des vitesses et des charges faibles, une contamination intensive des cylindres et en particulier du conduit d'échappement se produit par des produits de combustion incomplète du carburant et de l'huile. Les canaux d'échappement des couvercles de cylindres de travail et des tuyaux d'échappement sont recouverts d'une couche dense de substances résineuses d'asphalte et de coke, réduisant souvent leur surface d'écoulement de 50 à 70 %. Dans le tuyau d'échappement, l'épaisseur de la couche de carbone atteint 10 à 20 mm. Ces dépôts s'enflamment périodiquement à mesure que la charge du moteur augmente, provoquant un incendie dans le système d'échappement. Tous les dépôts huileux brûlent et les substances sèches de dioxyde de carbone formées lors de la combustion sont rejetées dans l'atmosphère.

Formulations de la deuxième loi de la thermodynamique.
Pour l'existence d'un moteur thermique, 2 sources sont nécessaires - source chaude et source froide (environnement). Si un moteur thermique fonctionne à partir d'une seule source, on parle alors de machine à mouvement perpétuel du 2ème type.
1 formule (Ostwald) :
"Une machine à mouvement perpétuel du 2ème type est impossible."
Une machine à mouvement perpétuel du 1er type est un moteur thermique pour lequel L>Q1, où Q1 est la chaleur fournie. La première loi de la thermodynamique « permet » la possibilité de créer un moteur thermique qui convertit complètement la chaleur fournie Q1 en travail L, c'est-à-dire L = Q1. La deuxième loi impose des restrictions plus strictes et précise que le travail doit être inférieur à la chaleur fournie (L Une machine à mouvement perpétuel du 2ème type peut être réalisée si la chaleur Q2 est transférée d'une source froide à une source chaude. Mais pour cela, la chaleur doit se transférer spontanément d’un corps froid à un corps chaud, ce qui est impossible. Cela conduit à la 2ème formulation (par Clausius) :
« La chaleur ne peut pas se transférer spontanément d’un corps plus froid à un autre plus chaud. »
Pour faire fonctionner un moteur thermique, deux sources sont nécessaires : la chaude et le froid. 3ème formule (Carnot) :
« Là où il y a une différence de température, le travail peut être effectué. »
Toutes ces formulations sont interconnectées ; à partir d’une formulation, vous pouvez en obtenir une autre.

Efficacité des indicateurs dépend du taux de compression, du taux d'excès d'air, de la conception de la chambre de combustion, de l'angle d'avance, de la vitesse de rotation, de la durée d'injection de carburant, de la qualité de l'atomisation et de la formation du mélange.

Augmentation de l’efficacité des indicateurs(en améliorant le processus de combustion et en réduisant les pertes de chaleur du carburant lors des processus de compression et de détente)

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Les moteurs modernes se caractérisent par un niveau élevé de contraintes thermiques du groupe cylindre-piston, en raison de l'accélération de leur processus de travail. Cela nécessite un entretien techniquement compétent du système de refroidissement. L'évacuation de la chaleur nécessaire des surfaces chauffées du moteur peut être obtenue soit en augmentant la différence de température de l'eau T = T in.out - T in.in, soit en augmentant son débit. La plupart des fabricants de diesel recommandent T = 5 à 7 degrés C pour le MOD et t = 10 à 20 degrés C pour la SOD et la VOD. La limitation de la différence de température de l'eau est due au désir de maintenir des contraintes thermiques minimales des cylindres et des traversées sur leur hauteur. L'intensification du transfert de chaleur est réalisée en raison des vitesses élevées de mouvement de l'eau.

Lors du refroidissement avec de l'eau de mer, la température maximale est de 50 degrés C. Seuls les systèmes de refroidissement fermés peuvent profiter du refroidissement à haute température. Lorsque la température du liquide de refroidissement augmente. l'eau, les pertes par frottement dans le groupe de pistons diminuent et l'eff. puissance et rendement du moteur, avec une augmentation de T, le gradient de température dans l'épaisseur de la bague diminue et les contraintes thermiques diminuent également. Lorsque la température de refroidissement diminue. l'eau, la corrosion chimique augmente en raison de la condensation de l'acide sulfurique sur le cylindre, en particulier lors de la combustion de carburants soufrés. Cependant, il existe une limitation de la température de l'eau en raison de la limitation de la température du miroir cylindrique (180 degrés C) et son augmentation supplémentaire peut entraîner une violation de la résistance du film d'huile, sa disparition et l'apparition de sec friction. Par conséquent, la plupart des entreprises limitent la température à 50-60 g. C et uniquement lors de la combustion de carburants à haute teneur en soufre, 70 à 75 g sont autorisés. AVEC.

Coefficient de transfert de chaleur- une unité qui désigne le passage d'un flux thermique de 1 W à travers un élément de structure de bâtiment d'une superficie de 1 m2 à une différence de température de l'air extérieur et intérieur de 1 Kelvin W/(m2K).

La définition du coefficient de transfert thermique est la suivante : la perte d'énergie par mètre carré de surface avec une différence de températures externe et interne. Cette définition implique la relation entre les watts, les mètres carrés et le Kelvin. W/(m2·K).

Pour calculer les échangeurs de chaleur, une équation cinétique est largement utilisée, qui exprime la relation entre le flux de chaleur Q et la surface de transfert de chaleur F, appelée équation de base du transfert de chaleur : Q = KF∆tсрτ, où K est le coefficient cinétique (coefficient de transfert thermique caractérisant le taux de transfert de chaleur ; ∆tср est la force motrice moyenne ou la différence de température moyenne entre les liquides de refroidissement (différence de température moyenne) le long de la surface de transfert de chaleur ; τ est temps.

La plus grande difficulté est le calcul coefficient de transfert de chaleur K, qui caractérise la vitesse du processus de transfert de chaleur impliquant les trois types de transfert de chaleur. La signification physique du coefficient de transfert de chaleur découle de l'équation (); sa dimension :

En figue. 244 OB = R - rayon de manivelle et AB=L - longueur de bielle. Notons le rapport L0 = L/ R - est appelé la longueur relative de la bielle, pour les moteurs diesel marins, elle est comprise entre 3,5 et 4,5.

cependant, dans la théorie KSM, LA QUANTITÉ INVERSE λ= R / L EST UTILISÉE

La distance entre l'axe de l'axe du piston et l'axe de l'arbre lorsqu'il tourne d'un angle a

AO = AD + DO = LcosB + Rcosa

Quand le piston est rentré. m.t., alors cette distance est égale à L+R.

Par conséquent, le chemin parcouru par le piston lors de la rotation de la manivelle d'un angle a sera égal à x=L+R-AO.

Par calculs mathématiques, nous obtenons la formule du trajet du piston

X = R ( 1-cosa +1/ λ(1-cosB) ) (1)

La vitesse moyenne du piston Vm, ainsi que la vitesse de rotation, est un indicateur du régime moteur. Elle est déterminée par la formule Vm = Sn/30, où S est la course du piston, m ; n - vitesse de rotation, min-1. On pense que pour MOD vm = 4-6 m/s, pour SOD vm = 6s-9 m/s et pour VOD vm > 9 m/s. Plus vm est élevé, plus les contraintes dynamiques dans les pièces du moteur sont importantes et plus le risque d'usure est élevé, principalement le groupe cylindre-piston (CPG). Actuellement, le paramètre vm a atteint une certaine limite (15-18,5 m/s), en raison de la résistance des matériaux utilisés dans la construction du moteur, d'autant plus que la tension dynamique de la culasse est proportionnelle au carré de la valeur vm. Ainsi, avec une augmentation de vm de 3 fois, les contraintes dans les pièces augmenteront de 9 fois, ce qui nécessitera une amplification correspondante caractéristiques de résistance matériaux utilisés pour la fabrication de pièces CPG.

La vitesse moyenne du piston est toujours indiquée dans le passeport (certificat) du constructeur du moteur.

La vitesse vraie du piston, c'est-à-dire sa vitesse à un instant donné (en m/sec), est définie comme la dérivée première de la trajectoire par rapport au temps. Remplaçons a= ω t dans la formule (2), où ω est la fréquence de rotation de l'arbre en rad/sec, t est le temps en sec. Après transformations mathématiques, nous obtenons la formule de la vitesse du piston :

C=Rω(sina+0,5λsin2a) (3)

où R est le rayon de la manivelle vm\

ω - fréquence angulaire de rotation du vilebrequin en rad/sec ;

a - angle de rotation du vilebrequin en degrés ;

λ = rapport R/L du rayon de manivelle à la longueur de la bielle ;

Co est la vitesse périphérique du centre du maneton, vm/sec ;

L - longueur de bielle inm.

Avec une longueur de bielle infinie (L=∞ et λ =0), la vitesse du piston est égale à

En différenciant la formule (1) de la même manière, on obtient

С= Rω sin (a +B) / cosB (4)

Les valeurs de la fonction sin(a+B) sont tirées des tableaux donnés dans les ouvrages de référence et manuels en fonction de a et λ.

Il est évident que valeur maximum la vitesse du piston à L=∞ sera à a=90° et a=270° :

Cmax= Rω sin a.. Puisque Co= πRn/30 et Cm=Sn/30=2Rn/30=Rn/15 alors

Co/Cm= πRn15/Rn30=π/2=1,57 d'où Co=1,57 Cm

Par conséquent, et vitesse maximum le piston sera égal. Cmax = 1,57 St.

Représentons l'équation de la vitesse sous la forme

С = Rωsin a +1/2λ Rωsin2a.

Graphiquement, les deux termes du côté droit de cette équation seront représentés par des sinusoïdes. Le premier terme Rωsin a, représentant la vitesse du piston pour une longueur infinie de la bielle, sera représenté par une sinusoïde du premier ordre, et le deuxième terme 1/2λ Rωsin2a est une correction de l'influence longueur finie bielle - une sinusoïde du second ordre.

En construisant les sinusoïdes indiquées et en les additionnant algébriquement, on obtient un graphique de vitesse prenant en compte l'influence indirecte de la bielle.

En figue. 247 sont représentés : 1 - courbe Rωsin a,

2 - courbe1/2λ Rωsin2a

3 - courbeC.

Les propriétés opérationnelles désignent les caractéristiques objectives du carburant, qui se manifestent lors de son utilisation dans un moteur ou une unité. Le processus de combustion est le plus important et détermine ses propriétés opérationnelles. Le processus de combustion du carburant est bien entendu précédé par les processus de son évaporation, de son allumage et bien d'autres. La nature du comportement du carburant dans chacun de ces processus est l'essence des principales propriétés opérationnelles des carburants. Les propriétés de performance suivantes des carburants sont actuellement en cours d'évaluation.

La volatilité caractérise la capacité d'un carburant à passer de l'état liquide à l'état vapeur. Cette propriété est formée à partir d'indicateurs de qualité du carburant tels que la composition fractionnée, la pression vapeurs saturéesà différentes températures, tensions superficielles et autres. La volatilité a important lors du choix du carburant et détermine en grande partie les aspects techniques, économiques et caractéristiques de performance moteurs.

L'inflammabilité caractérise les caractéristiques du processus d'inflammation des mélanges de vapeurs de carburant et d'air. L'évaluation de cette propriété repose sur des indicateurs de qualité tels que les limites de température et de concentration d'inflammation, le point d'éclair et la température d'auto-inflammation, etc. L'indice d'inflammabilité d'un carburant est de la même importance que son inflammabilité ; dans ce qui suit, ces deux propriétés sont considérées ensemble.

L'inflammabilité détermine l'efficacité du processus de combustion des mélanges carburant-air dans les chambres de combustion des moteurs et les dispositifs de combustion.

La pompabilité caractérise le comportement du carburant lors de son pompage dans des canalisations et des systèmes de carburant, ainsi que lors de sa filtration. Cette propriété détermine l'approvisionnement ininterrompu en carburant du moteur à différentes températures de fonctionnement. La pompabilité des carburants est évaluée par les propriétés viscosité-température, le point de trouble et le point d'écoulement, la température limite de filtrabilité, la teneur en eau, les impuretés mécaniques, etc.

La tendance aux dépôts est la capacité d'un carburant à former divers types de dépôts dans les chambres de combustion, les systèmes de carburant, les soupapes d'admission et d'échappement. L'évaluation de cette propriété repose sur des indicateurs tels que la teneur en cendres, la capacité de cokéfaction, la teneur en substances résineuses, en hydrocarbures insaturés, etc.

La corrosivité et la compatibilité avec les matériaux non métalliques caractérisent la capacité d'un carburant à provoquer la corrosion des métaux, le gonflement, la destruction ou la modification des propriétés des joints en caoutchouc, des produits d'étanchéité et d'autres matériaux. Cette propriété de performance permet une évaluation quantitative de la teneur en substances corrosives du carburant, en testant la résistance de divers métaux, caoutchoucs et produits d'étanchéité en contact avec le carburant.

La capacité protectrice est la capacité du carburant à protéger les matériaux des moteurs et des unités de la corrosion lorsqu'ils entrent en contact avec un environnement agressif en présence de carburant et, tout d'abord, la capacité du carburant à protéger les métaux de corrosion électrochimique lorsqu'il est exposé à l'eau. Cette propriété est évaluée à l'aide de méthodes spéciales impliquant l'impact de l'eau ordinaire, de mer et de pluie sur les métaux en présence de carburant.

Les propriétés anti-usure caractérisent la réduction de l'usure des surfaces frottantes en présence de carburant. Ces propriétés sont importantes pour les moteurs dans lesquels les pompes à carburant et les équipements de contrôle du carburant sont lubrifiés uniquement par le carburant lui-même, sans utilisation de lubrifiant(par exemple, dans un piston pompe à carburant haute pression). La propriété est évaluée par la viscosité et le pouvoir lubrifiant.

La capacité de refroidissement détermine la capacité du carburant à absorber et à éliminer la chaleur des surfaces chauffées lors de l'utilisation du carburant comme liquide de refroidissement. L'évaluation des propriétés est basée sur des indicateurs de qualité tels que la capacité thermique et la conductivité thermique.

La stabilité caractérise la préservation des indicateurs de qualité du carburant pendant le stockage et le transport. Cette propriété évalue la stabilité physique et chimique du carburant et sa susceptibilité aux attaques biologiques par des bactéries, des champignons et des moisissures. Le niveau de cette propriété permet d'établir la durée de conservation garantie du carburant dans diverses conditions climatiques.

Les propriétés environnementales caractérisent l'impact du carburant et de ses produits de combustion sur les humains et environnement. L'évaluation de cette propriété est basée sur la toxicité du carburant et de ses produits de combustion ainsi que sur les risques d'incendie et d'explosion.

Les vastes étendues de la mer sont sillonnées par de grands navires obéissant aux mains et à la volonté de l'homme, propulsés par de puissants moteurs utilisant divers types de carburant marin. Navires de transport peuvent utiliser des moteurs différents, mais la plupart de ces structures flottantes sont équipées de moteurs diesel. Le carburant pour moteurs marins utilisé dans les moteurs diesel marins est divisé en deux classes : distillat et lourd. Le carburant distillé comprend le carburant diesel d'été, ainsi que les carburants étrangers, le diesel marin, le gazole et autres. Il a une faible viscosité, donc il ne
nécessite un préchauffage au démarrage du moteur. Il est utilisé dans les moteurs diesel à haut et moyen régime et, dans certains cas, dans les moteurs diesel à bas régime en mode démarrage. Il est parfois utilisé comme additif au fioul lourd dans les cas où il est nécessaire de réduire sa viscosité. Variétés lourdes les carburants diffèrent des carburants distillés par une viscosité plus élevée, plus haute température solidification, présence d'un plus grand nombre de fractions lourdes, teneur élevée en cendres, soufre, impuretés mécaniques et eau. Les prix du carburant marin de ce type sont nettement inférieurs.

La plupart des navires utilisent le carburant diesel lourd le moins cher pour les moteurs marins, ou mazout. L'utilisation du fioul est dictée avant tout par des raisons économiques, car les prix du carburant marin, ainsi que les coûts globaux du transport de marchandises par mer, sont considérablement réduits lors de l'utilisation du fioul. A titre d'exemple, on peut noter que la différence entre le coût du fioul et des autres types de carburants utilisés pour les moteurs marins est d'environ deux cents euros la tonne.

Cependant, les règles de navigation maritime prescrivent dans certains modes de fonctionnement, par exemple lors des manœuvres, l'utilisation de carburant marin à faible viscosité plus coûteux, ou de carburant diesel. Dans certaines zones marines, par exemple la Manche, en raison de la complexité de la navigation et de la nécessité de respecter les exigences environnementales, l'utilisation du fioul comme carburant principal est généralement interdite.

Sélection du carburant dépend en grande partie de la température à laquelle il sera utilisé. Le démarrage normal et le fonctionnement programmé du moteur diesel sont assurés période estivale avec un indice de cétane de 40-45, en période hivernale il faut l'augmenter à 50-55. Pour les carburants et les fiouls, l’indice de cétane est compris entre 30 et 35, pour les carburants diesel – entre 40 et 52.

Les diagrammes Ts sont principalement utilisés à des fins d'illustration car dans un diagramme Pv, l'aire sous la courbe exprime le travail effectué par une substance pure dans un processus réversible, tandis que dans un diagramme Ts, l'aire sous la courbe représente la chaleur reçue dans les mêmes conditions.

Les composants toxiques sont : le monoxyde de carbone CO, les hydrocarbures CH, les oxydes d'azote NOx, les particules, le benzène, le toluène, les hydrocarbures aromatiques polycycliques HAP, le benzopyrène, la suie et les particules, le plomb et le soufre.

Normes d'émission actuelles produits dangereux Les normes sur le diesel marin sont fixées par l’OMI, l’organisation maritime internationale. Tous les moteurs diesel marins actuellement produits doivent répondre à ces normes.

Les principaux composants dangereux pour l'homme dans les gaz d'échappement sont : NOx, CO, CnHm.

Un certain nombre de méthodes, par exemple l'injection directe d'eau, ne peuvent être mises en œuvre qu'au stade de la conception et de la fabrication du moteur et de ses systèmes. Pour un existant gamme de modèles moteurs, ces méthodes sont inacceptables ou nécessitent des coûts importants pour la mise à niveau du moteur, le remplacement de ses composants et systèmes. Dans une situation où une réduction significative des oxydes d'azote est nécessaire sans rééquiper les moteurs diesel de série - et c'est exactement un tel cas, le plus façon efficace est l'utilisation d'un pot catalytique à trois voies. L'utilisation d'un neutralisant se justifie dans les zones où les exigences en matière d'émissions de NOx sont élevées, par exemple dans les grandes villes.

Ainsi, les principales orientations pour réduire les émissions nocives des moteurs diesel peuvent être divisées en deux groupes :

1)-amélioration de la conception et des systèmes du moteur;

2) - les méthodes ne nécessitant pas de modernisation du moteur : utilisation de pots catalytiques et autres moyens d'épuration des gaz d'échappement, amélioration de la composition du carburant, utilisation de carburants alternatifs.