Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2025-12-05 Origen:Sitio
1. Introducción
En el duro entorno marino, la capacidad de un motor para disipar el calor influye directamente en la fiabilidad y el ahorro de combustible de una embarcación. En comparación con la refrigeración por aire convencional, la refrigeración por agua puede mantener la temperatura del motor estable entre 75 y 85 °C incluso bajo cargas elevadas y temperaturas fluctuantes del agua de mar. Esto da como resultado un menor ruido, una mayor vida útil de los componentes y una mejor eficiencia del combustible, lo que convierte la refrigeración por agua en el estándar para los motores diésel marinos modernos..
2. Fundamentos termodinámicos
El sistema de refrigeración por agua se basa en tres mecanismos de transferencia de calor:
Conducción : el calor generado por la combustión se conduce a través de la camisa metálica del cilindro hasta el agua de refrigeración.
Convección forzada : la bomba de refrigerante impulsa el agua a alta velocidad, lo que aumenta considerablemente el coeficiente general de transferencia de calor.
Enfriamiento evaporativo (indirecto) : en los modelos de alta potencia, el refrigerante pasa primero a través de un evaporador, absorbiendo el calor latente antes de ingresar al radiador.
En conjunto, estos procesos mueven el calor rápidamente desde el interior del motor al ambiente externo.
3. Componentes del sistema y flujo operativo
Composición del sistema y flujo de trabajo.
Componente | Función | Especificación típica |
Bomba de refrigeración (centrífuga) | Genera suficiente flujo y cabeza para hacer circular el agua de manera uniforme. | 30‑80 m³/h |
Radiador (placa/aleta) | Libera calor del agua caliente al aire o al agua de mar. | Coeficiente de transferencia de calor 800‑1200 W/(m²·K) |
Ajusta el flujo de agua a través del radiador según la temperatura, manteniendo el motor en su rango óptimo | Temperatura de apertura 85 °C | |
Disposición de tuberías | Separa el circuito de agua dulce del circuito de agua de mar para evitar la corrosión y la contaminación. | Tubería de acero inoxidable o aleación |
Separador de aire y tanque de expansión | Elimina el aire atrapado y compensa los cambios de volumen, evitando la cavitación. | 10‑30 litros |
Secuencia de funcionamiento : la bomba extrae agua dulce → pasa a través de la camisa del cilindro para absorber calor → el termostato la dirige al radiador → el radiador enfría el agua mediante ventiladores o agua de mar → el agua enfriada regresa a la bomba, completando el circuito.
4. Comparación de refrigeración por agua y refrigeración por aire
Parámetro | Refrigeración por agua | Refrigeración por aire |
Temperatura de entrada del refrigerante (CIT) | 32ºC | 55ºC |
Eficiencia térmica del circuito | 40 % | 35 % |
Aumento de temperatura del motor | ≤ 10°C | 15‑20°C |
Nivel de ruido | 70‑80dB | 85‑95dB |
Frecuencia de mantenimiento | Moderado (antiincrustante) | Alto (bloqueo de aletas) |
La refrigeración por agua puede reducir el aumento de la temperatura del motor entre un 30 y un 40 % aproximadamente y reducir el ruido entre 10 y 15 dB, lo que ofrece claros beneficios en cuanto a economía de combustible y comodidad de la tripulación.
5. Fallas comunes y diagnóstico
Falla | Síntoma típico | Enfoque de diagnóstico |
Fuga de la bomba | El nivel de refrigerante baja, el ruido de la bomba aumenta | Inspeccionar el sello del eje y las juntas; medir el diferencial de presión |
Bloqueo de tuberías (incrustaciones) | Temperatura del agua anormalmente alta, gran caída de temperatura del radiador | Tomar muestras de agua para detectar contenido incrustante; prueba de resistencia de tubería ultrasónica |
Ensuciamiento del radiador | La temperatura de salida excede el diseño en > 10 °C | Inspección visual de aletas; limpieza química o mecánica |
Termostato pegado | Grandes fluctuaciones de temperatura, enfriamiento inestable | Abra manualmente la válvula para comprobar el flujo; reemplace el núcleo de la válvula si es necesario |
Estas comprobaciones permiten un rápido aislamiento de fallos y el restablecimiento del funcionamiento normal.
6. Pautas de mantenimiento
1. Limpieza periódica del radiador : enjuague con agente antical cada seis meses para evitar depósitos de sal.
2. Reemplazo del inhibidor de corrosión : use inhibidor a base de fosfato en el circuito de agua dulce y reponga anualmente.
3. Lista de verificación de inspección de válvulas
Verificar la suave apertura/cierre del termostato;
Asegúrese de que la válvula de ventilación del separador de aire no esté atascada;
Compruebe que la presión del tanque de expansión se mantenga entre 0,2 y 0,5 MPa.
Seguir estos pasos prolonga enormemente la vida útil del sistema y mantiene el máximo rendimiento de disipación de calor.
7. Procedimientos comunes de solución de problemas
1. Estudio de temperatura en el sitio : utilice un termómetro infrarrojo para registrar las temperaturas en la salida de agua del cilindro, la entrada y la salida del radiador; verificar que ninguno exceda los 85 °C.
2. Verificación del flujo : medir el flujo de la bomba; debe ser al menos el 90 % del valor de diseño.
3. Evaluación de incrustaciones – Muestra de agua del radiador; una dureza > 200 mg/L indica la necesidad de desincrustación química.
4. Acciones correctivas
Limpiar el radiador y sustituir el agente antical;
Reemplace un termostato viejo;
Si el cabezal de la bomba es insuficiente, actualice a una bomba centrífuga de mayor capacidad.
5. Validación posterior a la reparación : vuelva a medir las temperaturas; la potencia del motor debería volver a su valor nominal (por ejemplo, 150 kW) y el ruido debería disminuir ~5 dB.
El caso demuestra un circuito completo desde el diagnóstico hasta la reparación, lo que confirma que la optimización de la refrigeración por agua restaura directamente el rendimiento del motor.
