1
دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک بیوسیستم (طراحی و ساخت)، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2
دانش آموخته، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
چکیده
یکی از کاربری‌های راهبردی موتورهای بنزینی، کاربرد آن در مصارف دریایی می‌باشد. در حالت نصب عمودی موتور که تفاوت زیادی با حالت افقی دارد، جهت نیل به تغییر کاربری می‌بایست تغییرات اساسی در سامانه‌های موتور مبنا که از جمله با اهمیت‌ترین آن‌ها سامانه خنک‌کاری است، ایجاد کرد. در واقع توسعة موتور دریایی بدون توسعة همزمان سامانة خنک‌کاری ناقص می‌باشد. در این پروژه خنک‌کاری اجزای موتور ارتقاءیافته دریایی‌سازی شده توسط دو مدار باز و بسته صورت می‌گیرد. با توجه به طراحی انجام شده، سامانه خنک‌کاری در مدار باز شامل یک خنک‌کن روغن، یک خنک‌کن میانی هوا و یک مبدل آب شیرین می‌باشد. هدف اصلی این پروژه، طراحی مبدل‌های حرارتی موردنیاز در مدار باز خنک‌کاری می‌باشد. با استفاده از نرم‌افزار HTRI برای هر یک از مبدل‌های هوا، روغن و آب شیرین 4 نوع طراحی ارائه گردید. هر سه مبدل حرارتی مورد نیاز در سامانه خنک‌کاری مدار باز موتور، از نوع پوسته و لوله در نظر گرفته شده و بدلیل جلوگیری از خوردگی تجهیزات و رسوبزا بودن آب دریا (سیال سرد)، این سیال در هر سه مبدل درون لوله جریان دارد و سیال گرم (هوا، روغن و آب شیرین) در سمت پوسته جریان دارند.
در مبدل اینترکولر طراحی‌های شماره 2 و 3 به دلیل وزن کمتر و ضریب انتقال حرارت بالاتر برگزیده شدند (با توجه به تعداد پاس‌های لوله آنان). در مبدل خنک کن روغن طراحی‌های شماره 2 و 4 مزایای بهتری داشته و انتظارات را برآورده می‌کند. همچنین در مبدل خنک کن آب شیرین طراحی‌های شماره 2 و 4 برتر شناخته شد.
کشاورز ولیان، ع.، قاسمیان مقدم، ع.، "انتقال حرارت در موتورهای احتراق داخلی"، چاپ دوم، انتشارات دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی.
Ferguson, C. R. and Kirkaptrick, A. T., “Internal Combustion Engine: Applied Thermo sciences”, John Wiley & Sons, 2001.
Heywood, J. B., “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGrawHill, 1988.
Witek, L., “Failure and thermo-mechanical stress analysis of the exhaust valve of diesel engine”, Engineering Failure Analysis, Vol. 66, pp. 154-165, 2016.
Pulkrabek, W. W., “Engineering Fundamentals of Internal Combustion Engines”, Second edition, Pearson Prentice-Hall, 2004.
Basshuysen, R. V. and Schafer, R., “Internal Combustion Engine Handbook”, SAE International, 2002.
Priede, T. and Anderton, D., “Likely advances in mechanics cooling vibration and noise of automotive engines”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Vol. 198D, No. 7, 1984.
نازک‌تبار، م.، محبی، م.، "طراحی و بهینه‌سازی سامانه خنک‌کاری در توسعه موتورهای دیزل زمینی به دریایی"، مجله مهندسی شناورهای تندرو، شماره 40، پاییز 1390.
باری، م.، شبگرد، ح.، خوشبخت، ح.، "دریایی سازی مدار خنک‌کاری یک موتور خودرویی با الگوبرداری از موتورهای برون نصب دریایی"، پنجمین همایش ملی شناورهای تندرو، تهران، 1396.
خوشبخت، ح.، باری، م.، غلامی، م.ر.، "بررسی اثر شرایط محیطی در دریایی سازی یک موتور خودرویی"، پنجمین همایش ملی شناورهای تندرو، تهران، 1396.
باری، م.، روشنفکر، م.، خواجه‌زاده، م.، "الزامات بازطراحی مدار خنک‌کاری یک موتور خودرویی جهت تغییر کاربری دریایی"، اولین همایش پیشرانه‌های دریایی، تهران، زمستان 1395.
زمانی، م.ا.، تقی پور، م.، حسینی و.، "تحلیل و شبیه‌سازی سامانه خنک‌کاری یک نمونه موتور بنزینی ارتقاءیافته برای کاربری دریایی"، یازدهمین همایش بین‌المللی موتورهای درونسوز و نفت، تهران، زمستان 1398.
Standards of Tubular Exchanger Manufacturers’ Association, Sixth edition, TEMA Incorporation, New York.
Sadik, K., Hongton, L. and Anchasa, P., “Heat Exchangers: Selection, Rating and Thermal Design”, Third edition, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2012.
)