Рассмотрено одно из перспективных направлений совершенствования дизелей, используемых в качестве главных и вспомогательных в составе судовых энергетических установок, такое как повышение температурного уровня, обеспечивающее сокращение тепловых потерь - повышение термического КПД двигателей и их топливной экономичности. Для реализации данного направления многие современные дизели оснащены высокотемпературными системами охлаждения. Повышение температуры охлаждающей жидкости в таких системах сопровождается повышением давления в системах охлаждения. Возрастание давления в системах охлаждения приводит к увеличению затрат мощности, необходимой для привода циркуляционного насоса внутреннего контура системы охлаждения дизеля. Целью проведенных исследований являлась сравнительная оценка теплогидравлической эффективности высокотемпературного и низкотемпературного охлаждения. В качестве критерия оценки использовались отношение отводимой через систему охлаждения теплоты и затраты мощности на прокачивание охлаждающей жидкости, обеспечивающей данный отвод теплоты. Для определения указанного соотношения при проведении исследований использовались как известные аналитические зависимости, так и результаты проведенного численного моделирования процессов теплообмена в цилиндрическом канале. Использование обоих методов исследования позволило получить согласующиеся результаты. На основании результатов проведенных исследований можно сделать вывод о том, что несмотря на увеличение затрат мощности на привод циркуляционного насоса, переход на высокотемпературное охлаждение обеспечивает повышение теплогидравлической эффективности систем охлаждения судовых дизелей. Наиболее существенное повышение теплогидравлической эффективности систем высокотемпературного охлаждения возможно при условии использования водоводяных теплообменных аппаратов, обеспечивающих максимально допустимую разность температур охлаждающей жидкости на выходе из двигателя и входе в него.
One of the perspective directions of improving diesels used as the main and auxiliary engines in the ship power plants composition is increasing the temperature level providing heat losses reduction, increase of engines thermal efficiency and their fuel economy. To implement this direction, many modern diesels are equipped with high-temperature cooling systems. Increasing the coolant temperature in such systems is accompanied by increasing the pressure in the cooling systems. Increasing pressure in the cooling systems leads to increasing the power consumption required to drive the circulation pump of the internal circuit of the diesel cooling system. The research purpose is a comparative assessment of the thermal-hydraulic efficiency of high-temperature and low-temperature cooling. As an evaluation criterion, the ratio of heat withdrawn through the cooling system and the power consumption for pumping the coolant, which provides this heat removal, is used. To determine this ratio, both known analytical dependencies and the results of numerical simulation of heat transfer processes in a cylindrical channel are used during the research. The use of both research methods allows us to obtain consistent results. Based on the conducted research results, it can be concluded that despite increasing the power costs for the circulation pump drive, the transition to high-temperature cooling provides an increase of the thermal-hydraulic efficiency of the ship diesel cooling systems. The most significant increasing the thermal-hydraulic efficiency of high-temperature cooling systems is possible when using water-water heat exchangers that provide the maximum permissible temperature difference of the coolant at the engine outlet and inlet.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.