Вискозиметр и контроллер вязкости на судне

По мере роста цен на топливо, судоходные компании все чаще используют низкосортные виды топлива для снижения операционных расходов. Для сжигания в двигателях вспомогательных и главных судовых установок обычно применяется тяжелое топливо (мазут). Одним из ключевых факторов, влияющих на эффективность сгорания топлива и работу судового двигателя, является вязкость топлива.

Вязкость топлива зависит от его марки. Если вязкость топлива и его индекс вязкости высоки, это затруднит процесс атомизации и приведет к плохому сгоранию внутри цилиндра двигателя.

### Понимание основных понятий

**Вязкость**

Вязкость можно определить как "сопротивление движению жидкости, вызванное внутренним трением слоев". Она измеряется в сантитоксах (cst). Чем ниже вязкость, тем меньше сопротивление течению, что облегчает процесс атомизации топлива.

**Индекс вязкости**

Индекс вязкости — важный параметр при выборе любого типа топлива или смазочного масла. Он показывает, как меняется вязкость масла при изменении температуры. Так как топливо нагревается для достижения правильной атомизации, его индекс вязкости должен быть подходящим. Если индекс слишком высок, нагревателю будет сложно изменить вязкость топлива.

**Атомизация**

Атомизация — это процесс разбиения частиц топлива на мелкий туман под высоким давлением для улучшения контакта между топливом и воздухом, что способствует правильному сгоранию.

### Вискозиметр (или вискотерм)

Вязкость судового мазута при температуре 50°C может варьироваться от 180 до 380 cst. Топливо нагревается, чтобы уменьшить вязкость до 13-15 cst на момент впрыска в двигатель с помощью электрических или паровых нагревателей. Для достижения эффективного сгорания вязкость топлива перед топливным насосом высокого давления должна поддерживаться на уровне примерно 13 cst.

Вискозиметр используется для измерения вязкости топлива в системе впрыска двигателя.

#### Конструкция и работа вискозиметра

Вискозиметр состоит из капиллярной трубки с шестеренчатым насосом, который вращается на низких оборотах (около 40 об/мин). Вокруг капиллярной трубки имеется внешний корпус. Когда топливо проходит через корпус, часть его идет через шестеренчатый насос и капиллярную трубку, а другая часть проходит вокруг нее, создавая разницу в потоке. Внутри трубки поддерживается ламинарное течение, а снаружи — турбулентное.

Измеряется разница давления между внутренней и внешней частью трубки, которая прямо пропорциональна вязкости топлива. Таким образом, обеспечивается контроль вязкости.

### Контроллер вязкости

Контроллер вязкости регулирует положение 3-ходового клапана, который направляет пар в нагреватель или обходит его в зависимости от положения клапана управления.

#### Конструкция и работа

Обычно используется пневматическая система управления с мехами, флаппером и соплом. Выходной сигнал от вискозиметра поступает в мех, измеряющий значение контроллера вязкости. Другой мех устанавливает требуемое значение вязкости. Оба меха соединены так, чтобы завершить систему управления флаппером и соплом. Выходной сигнал системы используется для управления 3-ходовым клапаном подогревателя топлива.

3-ходовой клапан имеет один вход и два выхода. Один выход ведет через нагреватель, а другой — через обводную линию. Если измеренное и заданное значения совпадают, положение клапана остается неизменным. Если измеренное значение уменьшается, клапан открывается, чтобы направить больше пара в нагреватель и уменьшить вязкость.

Для поддержания оптимальной эффективности двигателя и снижения износа топливной системы важно использовать топливо с правильным индексом вязкости.