قاعدة المعرفة
يضغط الشاحن التوربيني في المحرك هواءً أكثر مما يستطيع أن يتنفسه بمفرده، والضغط يسخّن الهواء - إلى 150 °C وأكثر في محرك حديث عالي الضغط. والهواء الساخن رقيق ويجعل الاحتراق أسخن، لذلك يُبرَّد الهواء ثانية قبل دخوله الأسطوانات: وهذا هو تبريد هواء الشحن، والمبرد الذي يقوم به هو مبرد هواء الشحن أو المبرد البيني. يشرح هذا الدليل طريقتي إنجازه، ولماذا يضع هواء الشحن في المحرك الكبير أصعب مهمة في نظام التبريد كله.
لماذا يُبرَّد هواء الشحن
الهواء الأبرد أكثف، فتأخذ الأسطوانة نفسها أكسجينًا أكثر وتحرق وقودًا أكثر وتنتج قدرة أكبر؛ كما أن الهواء الأبرد يخفض درجة حرارة الاحتراق، فيُبقي انبعاثات أكاسيد النيتروجين منخفضة والمكابس والصمامات ضمن حدودها. لذلك تحدد الشركات المصنعة للمحركات درجة حرارة هواء الشحن بعد المبرد - عادةً من 45 إلى 60 °C - وتقنن المحرك عليها. وإذا لم يستطع المبرد بلوغ هذه الدرجة في يوم حار، فإن تحكم المحرك يخفض القدرة ليحمي نفسه.
هواء-هواء أم هواء-ماء
يمرر مبرد هواء الشحن من نوع هواء-هواء هواء الشحن الساخن عبر قلب ذي زعانف أمام رادياتير المحرك أو بجانبه؛ وتبرّد مروحة الرادياتير الاثنين. وهو بسيط وشائع في مجموعات التوليد الأصغر ذات الرادياتيرات المركَّبة، لكن هواء الشحن يجب أن يُنقل بالأنابيب إلى المبرد وإليه من جديد، مما يحصره في التركيبات المدمجة.
ويقف مبرد هواء الشحن من نوع هواء-ماء على المحرك ويعطي حرارة هواء الشحن إلى دائرة مبرِّد تنقلها إلى رادياتير حيثما وقف. وتستخدم المحركات الكبيرة مرحلتين: مرحلة عالية الحرارة تبرّد الهواء بدائرة ماء الغلاف (HT)، ومرحلة منخفضة الحرارة على دائرة LT منفصلة تنزل به إلى الدرجة النهائية. وكثيرًا ما تبرّد دائرة LT زيت التزييت أيضًا.
دائرة LT في موقع حار
يجب أن تعيد دائرة LT مبرِّدها عند 40 إلى 55 °C حتى يبلغ هواء الشحن هدفه - أي بضعة كلفن فقط فوق محيط 45 أو 50 °C. وهذا الفرق الصغير في درجة الحرارة يجعل ملف LT أكبر أجزاء رادياتير LT/HT وأكثرها حساسية: فهو يحصل على أبرد هواء، أولًا في تدفق الهواء، وعلى أكبر سطح لكل كيلوواط. وعندما يخفض المحرك قدرته بعد ظهر يوم حار، تكون دائرة LT عادةً هي السبب.
تصمم TECS رادياتيرات LT/HT بملف LT محسوب وفق حدود هواء الشحن للشركة المصنعة للمحرك عند المحيط التصميمي للموقع، ومبردات هواء الشحن من نوع هواء-هواء حيث يستدعيها التركيب. أرسلوا ورقة بيانات المحرك مع بيانات دائرة LT، فيظهر في العرض ما يحتاجه الموقع.
باختصار
- الشحن التوربيني يسخّن هواء السحب إلى 150 °C وأكثر
- تبريده يرفع القدرة ويخفض أكاسيد النيتروجين ودرجات حرارة المكونات
- مبردات هواء-هواء لمجموعات التوليد المدمجة، وهواء-ماء للمحركات الكبيرة
- تبرّد المحركات الكبيرة على مرحلتين: دائرتا HT وLT
- درجة حرارة رجوع LT قريبة من المحيط في موقع حار
- تحدد TECS حجم ملف LT وفق حدود هواء الشحن للشركة المصنعة للمحرك
ما يُرسَل مع الاستفسار
- صنع المحرك وطرازه وورقة بيانات التبريد
- دائرة LT: الحرارة والتدفق ودرجة حرارة الدخول ودرجة حرارة الخروج المطلوبة
- هل مبرد الزيت على دائرة LT
- المحيط والارتفاع والرطوبة في الموقع
- ترتيب هواء-هواء أو هواء-ماء
- التركيب وحد الصوت
أسئلة تُطرح علينا كثيرًا
ما الفرق بين المبرد البيني ومبرد هواء الشحن؟
لا فرق عمليًا؛ فكلا الاسمين يصف المبرد الواقع بين الشاحن التوربيني والأسطوانات. ويُستخدم أيضًا اسم «المبرد اللاحق» (aftercooler)، تحديدًا للمبرد الذي يلي مرحلة الضغط الأخيرة.
ماذا يحدث إذا كان هواء الشحن أسخن من اللازم؟
يُنتج المحرك قدرة أقل ويعمل أسخن ويُطلق أكاسيد نيتروجين أكثر؛ ويخفض تحكمه الحمل ليبقى ضمن الحدود. وفي مجموعة التوليد يظهر ذلك كخفض للقدرة في الأيام الحارة.
لماذا يحتاج رادياتير LT إلى هذا القدر من السطح؟
لأن مبرِّده يجب أن يعود بضعة كلفن فقط فوق هواء المحيط؛ والفرق الصغير في درجة الحرارة يحتاج سطحًا كبيرًا لنقل الحرارة.
هل يمكن استرداد حرارة LT؟
نادرًا؛ فعند 40-55 °C تكون أبرد من أن تفيد معظم مستهلكي الحرارة. وتذهب إلى رادياتير، بينما يمكن استرداد حرارة مرحلة HT في محطة توليد مشترك.
هل تُستخدم مبردات هواء-هواء في المحركات الكبيرة؟
نادرًا. فالمحركات الكبيرة لها مبردات هواء شحن مبرَّدة بالماء على المحرك، وترسل الحرارة إلى رادياتير منفصل عبر دائرة LT.
اتصلوا بنا
أرسلوا إلينا الحمل الحراري ودرجات حرارة الموائع ومعدلات تدفقها والظروف المحيطة وقيود التركيب. وسنرد بعرض تصميم، أو راسلونا عبر WhatsApp.
