Способ водяного охлаждения двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХ шфмлюаетн СПУБЛИК ЗСЮ Р 01 Р 9 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВУ фния при испарении части циркуляционной воды в испарительном устройстве,из которого пар отсасывают вакуумнасосом, отличающийсятем, что, с целью повышения эффективности путем снижения температурыводы и вакуума, в испарительное устройство подают воздух и смешиваютего с паром для понижения парциального давления пара и его температуры насыщения.33В.К.Симонян.8)идетельствоР 3/22 р 196 ССР ГОСУДМфСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОММ СВИДЕ(21) 3354971/25-06 (22) 17. 11. 81(54)(57) СНОСОВ ВОДЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ пу-.тем отвода тепла из системы охлажде 1040199Изобретение относится к машиностроению, а именнно двигателестроению, в частности к устройству сис"тем жидкостного охлаждения двигателей внутреннего сгорания с испарением жидких охладителей .в замкнутых 5циклах,Известны способы водяного охлаждения двигателя внутреннего сгоранияпутем отвода тепла из системы охлажденио при испарении части циркуляционной воды в испарительном устройстве, из которого пар отсасывают вакуум-насосом 11).Однако в этих способах для отсасывания пара и создания вакуума виспарителе требуюся вакуум-насосыили компрессоры с довольно высокимвакуумом и производительностью, чтотехнически сложно осуществить, поэтому также вакуумные системы охлаждения практически используются в двигателях малой мощности. Возникаетнеобходимость снизить вакуум, Этоже требуется из-за невысокой надежности систем, так как подсосы в неплотностях при высоком вакууме илисрыв вакуума могут привести к перегреву двигателя,Кроме того, одноконтурная система охлаждения требует подпиточнойводы высокого качества (дистиллята), 30так как вследствие испарения частиводы оставшиеся соли накапливаютсяв проточной части системы в виденакипи, оеобенно на нагретых поверхностях, что также может привести 35к перегреву двигателя, Однако неудается выполнить систему двухконтурной из-за высокой температурыохлаждающей воды, так как введениевторого контура требует еще более 40увеличить температуру воды, котораяможет стать выше допустимой для двигателя. Поэтому возникает необходимость снизить температуру охлажденной в испарителе воды, Однако одновременно снизить и температуруи вакуум известными способами неудается.Цель избретения - повышение эФ-фективности водяного охлажденияпутем снижения температуры воды ивакуума.Указанная цель достигается тем,что в способе водяного охлаждениядвигателя внутреннего сгорания путем отвода тепла из системы охлаждения при испарении части циркуляционной воды в испарительном устройстве,из которого пар отсасывают вакуумнасосом, в испарительное устройствоподают воздух и смешивают его с паром для понижения парциального давления пара и его температуры насыще.ния,На чертеже изображена принципиальная схема той части системы охлаждения, которая связана с испа-рительным устройством.Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит испари" тельное устройство 1, вакуум-насос 2, теплообменник 3, снабженный полостью 4 охлаждения и полостью 5 подогрева, турбину б, привод 7 вакуум-насоса 2 и систему охлаждения (не показана) .Устройство должно иметь также трубопровод 8 подачи жидкости из системы (не показана) охлаждения двигателя, трубопровод 9 отвода охлажденной жидкости и трубопровод 10 подачи дополнительной жидкости,Способ. осуществляется следуницим образом.Циркуляционная вода (охлаждающая жидкость) подается через трубопровод 8 испарительное:, устройство и испаряется в нем, При этом отводится тепло из системы охлаждения при испарении части циркуляционной воды в испарительном устройстве 1, из которого пар отсасывают вакуум- насосом 2, который приводится во вра" щение приводом 7, и подают на выхлоп. Перед подачей пара на выхлоп осуществляется его охлаждение в теплоообменнике 3, в котором одновременно нагревают воздух, подаваемый из атмосФеры или от постороннего источника, и смешивают его с паром для понижения парциального давления пара и его температуры насыщения.Газ, нагретый в полости 5 подогрева теплообмениика 3, расширяется в турбине б, а затем подается в вакуумное испарительное устройство, в котором газ смешивается с паром и удаляется при помощи вакуум- насоса 2, Нагретый газ расширяется в турбине 6, понижая свою температуру и давление до того давления (вакуума), которое создается в испарителе 1. Поступая в него, воздух смеФ, шивается с жидкостью и паром.Температура охлаждаемой воды при отсутствии воздуха определяется только парциальным давлением пара, которое равно давлению в. устройстве 1 по уравнению8,2 6+ ЮЬ А н С +236Н где Рн - давление на линии насыщения, мм рт.ст; йн - температуры на линии насыщения, ОС,В присутствии газа (воздуха) пределом охлаждения воды является тем пература 1 М газа по смоченному термометру, которая определяется по уравнениюЭФ 11040199 где Составитель В. Козлов Редактор Ве Лазаренко Техред Й,Метелева Корректор И.ВатрушкинаЗаказ 6893/38 Тираж 535 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент г.ужгород, ул. Проектная, 4 3- энтальмия входящеговоздуха (газа);г - скрытая теплота парооб-разования;Срг Со- удельные теплоемкостигаза и пара при постоянном давлении;(ю,яад - б - абсолюгное влагосолеР 1 м р- Ржанне газа;й (Р = 0 622 - отношение газовых постоГ иянных для газа и водяного парауР - давление среды в испари-тельном устройстве.Как видно иэ этого уравнения, 15. давление среды Р и парциальноедавле 4ние в присутствии газа не совпадает.Это дает возможность увеличить Р,т.е. снизить вакуум в системе приодинаковой температуре, или снизитьтемпературу при том же вакууме,или же снизитв температуру.и вакуум одновременно.Возможность снижения вакуумапозволяет в ряде случаев упростить.систему охлаждения, повысить ее на"дежность, уменьшить стоимость. Воэможность снижения температуры позвоевляет выполнить второй контур циРкУляции воды в системе охлаждения иработать по двухконтурной схеме, 30которая не требует высокого качества подпиточной воды. Это упрощает и удешевляет вспомогательные системы (приготовления дистиллята и т.п.), связанные с системой охлаждения, Невысокая температура воды во втором контуре,позволяет снизить массу и габариты водоводяного теплообменника, который обычно ставится между вторым и первым контуром. Наконец, возможность снижения температуры охлажденной в испат рительном устройстве воды вплоть до температур, близких к нулю, позвоялет использовать ее для охлаждения другого оборудования объекта, например, непосредственно в кондиционерах систем кондиционирования воздуха беэ установки холодильных машин. При этом затраты мощности на привод турбокомпрессора меньше, чем на фреоновые холодильные машины,Таким образом, предлагаемый способ повышает эффективность системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и открывает новые возможности варьирования соотношением температуры охлажденной воды и вакуума в испарительном устройстве, дает возможность получения новых технических решений не только системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания, но и систем. отвода тепла объЕктов в целом.