Τεχ. Θέματα
Τεχνικά Θέματα

Τα μέλη μας

Ο Αερισμός του Μηχανοστασίου στο Σκάφος μας

Βαθμολογήστε αυτό το άρθρο
(9 ψήφοι)

Πόσος αέρας χρειάζεται να μπαίνει στο μηχανοστάσιο μας και πώς πρέπει αυτό να αερίζεται για να έχουμε τις καλύτερες δυνατές συνθήκες λειτουργίας της μηχανής και τις κανονικές επιδόσεις της;

Όλοι μας γνωρίζουμε πως, για να έχουμε καύση οποιασδήποτε ύλης, χρειάζεται απαραίτητα η παρουσία ατμοσφαιρικού αέρα. Δεν συμμετέχει όμως στην καύση το σύνολο του ατμοσφαιρικού αέρα, που αποτελείται από διάφορα αέρια, αλλά μόνο το οξυγόνο που περιέχει ο αέρας αυτός.

Ανάλογα με το είδος της ύλης και την ποσότητα που θέλουμε να κάψουμε, χρειάζεται η ανάλογη ποσότητα οξυγόνου άρα ένας ορισμένος όγκος αέρα.

Το αναγκαίο για την καύση οξυγόνο βρίσκεται στον ατμοσφαιρικό αέρα σε ποσοστό 21% περίπου, στο επίπεδο της θάλασσας, κάτω από ατμοσφαιρική πίεση μίας ατμόσφαιρας και σε ξηρό αέρα.  Γνωρίζοντας - από τη χημεία - την ποσότητα του οξυγόνου που χρειάζεται κάθε ύλη για να καεί, και με βάση το παραπάνω ποσοστό οξυγόνου που περιέχει ο ατμοσφαιρικός αέρας, είναι δυνατόν να υπολογίσουμε και τον συνολικό όγκο του αέρα που πρέπει να χρησιμοποιήσουμε για να συντελεστεί η καύση.

Γνωρίζουμε λοιπόν, πως για την πλήρη καύση ενός χιλιόγραμμου καυσίμου, στις μηχανές Ντήζελ και βενζίνης, χρειάζονται - θεωρητικά τουλάχιστον - περίπου 16 χιλιόγραμμα ατμοσφαιρικού αέρα. Το βάρος αυτό αντιστοιχεί, σε όγκο, σε 12,4 κυβικά μέτρα αέρα, αφού το ειδικό του βάρος του αέρα είναι 0,001293 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό, ή 1,293 χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο.

Semex.gr J3 Pics Item TexnikaThemata 011 AerismosMixanostasiou2

Για τις μηχανές Ντήζελ λοιπόν, που το ειδικό βάρος του πετρελαίου είναι κατά μέσον όρο 0,85, θα χρειαζόμαστε ένα όγκο αέρα 12,4 x 0,85 = 10,54 κ.μ./λίτρο, ενώ για τις μηχανές βενζίνης, που το ειδικό βάρος της είναι 0,75 θα χρειαζόμαστε 12,4 x 0,75 = 9,30 κ.μ./λίτρο.

Για παράδειγμα, μία μηχανή Ντήζελ 100 ίππων που σύμφωνα με τον κατασκευαστή της καίει στο φουλ της 22 λίτρα καυσίμου την ώρα θα χρειάζεται 22 x 10,54 = 232 κ.μ. αέρα την ώρα ή 232 / 60 = 3,87 κ.μ. το λεπτό.

Όπως βλέπουμε είναι πολύ εύκολο να υπολογίσουμε τον όγκο του αέρα που χρειάζεται η μηχανή μας κάθε λεπτό, γνωρίζοντας την κατανάλωση της.    

Όμως, αυτός ο όγκος του αέρα αποτελεί αποκλειστικά και μόνο εκείνον που απαιτείται για να λειτουργήσει η μηχανή μας, και μάλιστα σε μία θερμοκρασία 20 βαθμών Κελσίου. Όταν όμως η θερμοκρασία είναι υψηλότερη, όπως συμβαίνει να είναι σε κάθε μηχανοστάσιο, χρειαζόμαστε περισσότερο αέρα, περίπου 1% για κάθε παραπάνω βαθμό θερμοκρασίας. Όλα αυτά θεωρητικά.

Στην πράξη χρειαζόμαστε πολύ περισσότερο αέρα που το σύνολό του θα πρέπει να εξυπηρετεί τις παρακάτω τρείς βασικές ανάγκες:
1) Να παρέχει στη μηχανή τον απαραίτητο για τη λειτουργία της αέρα.
2) Να διατηρεί τη θερμοκρασία του χώρου λειτουργίας της μηχανής σε χαμηλά επίπεδα.
3) Να απομακρύνει από το χώρο πιθανούς ατμούς καυσίμου ή καυσαερίων.

Για να καλυφθούν και οι τρείς αυτές ανάγκες, ο ελάχιστος πρακτικά όγκος αέρα που χρειάζεται το μηχανοστάσιο μας πρέπει να είναι τουλάχιστον ο διπλάσιος από αυτόν που υπολογίσαμε πιο πάνω θεωρητικά.

Οι κατασκευαστές των μηχανών υπολογίζουν τον όγκο αυτό κατευθείαν με βάση την ιπποδύναμη, πράγμα που είναι πολύ πιο βολικό, και ζητούν στις προδιαγραφές τους εισαγωγές που να εξασφαλίζουν τουλάχιστον 4,5 κ.μ. αέρα ανά ίππο και ώρα.  

Με βάση αυτόν τον τρόπο  υπολογισμού, για τη μηχανή των 100 ίππων που προαναφέραμε θα  χρειαστούμε πρακτικά: (4,5 x 100) / 60 = 7,5 κ.μ. αέρα ανά λεπτό δηλαδή, λίγο περισσότερο από το διπλάσιο θεωρητικό, όπως ήταν αναμενόμενο.

Στην περίπτωση που έχουμε ζεύγος μηχανών, στον πρακτικό όγκο του αέρα που αντιστοιχεί σε κάθε μηχανή, θα πρέπει να προσθέσουμε και ένα ποσοστό περίπου 10% για να αντιμετωπιστεί η επιπλέον θερμότητα της δεύτερης μηχανής στον ίδιο χώρο. Έτσι, στην παραπάνω περίπτωση ο αέρας που θα χρειαστούμε θα είναι (7,5 + 7,5 x 10%) x 2 = 16,50 κ.μ. το λεπτό και όχι 7,5 x 2 = 15. όπως πιθανόν να υπολογίζαμε.

Ο αέρας που χρειαζόμαστε εξασφαλίζεται από μία - ή και περισσότερες - θυρίδες εισαγωγής, το ελάχιστο μέγεθος των οποίων καθορίζεται επίσης, όπως είναι λογικό, από τη μέγιστη ιπποδύναμη και δίνεται από τους κατασκευαστές των μηχανών σε τετραγωνικά εκατοστά επιφάνειας.

Γενικά, το μέγεθος μίας θυρίδας εισαγωγής είναι ανεξάρτητο από τον τρόπο κυκλοφορίας του αέρα στο μηχανοστάσιο που μπορεί να γίνεται είτε με φυσικό τρόπο, είτε με ανεμιστήρα στην εισαγωγή, είτε στην εξαγωγή, ή και τα δύο ταυτόχρονα, πρέπει όμως να είναι τέτοιο που να εξασφαλίζει τον ελάχιστο απαιτούμενο αέρα για τη λειτουργία της μηχανής όταν οι ανεμιστήρες (Φαν) δεν λειτουργούν, π.χ. σε περίπτωση βλάβης.

Για την παραπάνω μηχανή των 100 ίππων, σύμφωνα με τους κατασκευαστές, η ελάχιστη επιφάνεια εισαγωγής αέρα πρέπει να είναι 200 τ.εκ.  Το σχήμα δεν έχει σημασία. Θα μπορούσε να έχει π.χ. διαστάσεις  14 x 14 εκ. ή 10 x 20 εκ. ή κάποιες άλλες διαστάσεις που δίνουν την ίδια επιφάνεια.  

Άλλωστε η εισαγωγή, όπως και η εξαγωγή, δεν είναι υποχρεωτικά μία. Μπορεί να είναι περισσότερες από μία, αρκεί το άθροισμα των επί μέρους επιφανειών να δίνει συνολικά την επιφάνεια που απαιτείται  κάθε φορά για να εξασφαλίζεται η αναγκαία ποσότητα αέρα και η σωστή κυκλοφορία του.

Για μικρότερες ή μεγαλύτερες ιπποδυνάμεις οι επιφάνειες εισαγωγής αέρα θα είναι αντίστοιχες με τις παραπάνω αναλογίες. Π.χ. για μία μηχανή 200 ίππων θα χρειάζεται μία συνολική επιφάνεια 400 τ.εκ. ενώ για μία μηχανή 50 ίππων, 100 τ.εκ.

Οι θυρίδες εισαγωγής και εξαγωγής του αέρα πρέπει να έχουν την ίδια συνολική επιφάνεια. Και αυτό για να διατηρείται σταθερή η κυκλοφορία και η πίεση του αέρα μέσα στο μηχανοστάσιο. Η θέση των θυρίδων εξωτερικά στο σκάφος πρέπει να είναι τέτοια που να εξασφαλίζεται η καλύτερη δυνατή κυκλοφορία του αέρα στο μηχανοστάσιο.

Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται στη θέση των εισαγωγών και εξαγωγών αέρα όταν πρόκειται για αερισμό χωρίς τη βοήθεια ανεμιστήρων.

Όμως και το σημείο που φθάνει ο αέρας μέσα στο μηχανοστάσιο και το σημείο που βγαίνει, σε σχέση με τη θέση της μηχανής, έχει πολύ μεγάλη σημασία.  

Γενικά, ο καθαρός αέρας πρέπει να φθάνει κοντά στη μηχανή χαμηλά και να βγαίνει από ψηλά έτσι που στη διαδρομή του να αγκαλιάζει τη μηχανή, να την τροφοδοτεί και να την ψύχει. Αυτό γίνεται με κατάλληλους αεραγωγούς που συνδέονται με τις θυρίδες εισαγωγής και εξαγωγής.

Οι θέσεις των αεραγωγών μπορεί να είναι κατά τον διαμήκη άξονα του σκάφους δηλαδή εμπρός και πίσω από τη μηχανή, ή κατά τον εγκάρσιο άξονα του, στα πλάγια της μηχανής.  

Η διαμήκης διάταξη κυκλοφορίας του αέρα είναι η πιο συνηθισμένη και η πιο αποτελεσματική και τη συναντάμε στα περισσότερα μεγάλα σκάφη και κυρίως σε αυτά με διπλές μηχανές. Την εγκάρσια σε κάποια μικρότερα σκάφη με μία μόνο μηχανή.  

Και στις δύο περιπτώσεις είναι δυνατόν να υπάρχουν προβλήματα, κάτω από κάποιες συνθήκες, που να επηρεάζουν τη λειτουργία της μηχανής. Μην ξεχνάμε πως το θέμα του αερισμού και εξαερισμού ενός κλειστού χώρου και η κυκλοφορία του αέρα μέσα σε αυτόν δεν είναι τόσο απλό, πόσο μάλλον όταν ο χώρος αυτός βρίσκεται σε κίνηση και οι θυρίδες εισαγωγής και εξαγωγής αλλάζουν συχνά προσανατολισμό ως προς τον άνεμο. Για αυτά όμως θα μιλήσουμε με λεπτομέρειες στο επόμενο τεύχος μας.

Απόλλων Αρτέμης

Διαβάστηκε 1792 φορές

Αναζήτηση

Online

Αυτήν τη στιγμή επισκέπτονται τον ιστότοπό μας 105 επισκέπτες και κανένα μέλος

Newsletter

Facebook