مبرد داخلي

المبرد المتوسط ​​هو مبادل حراري يستخدم لتبريد الغاز بعد الضغط. ^{[1] غالبًا} ما يوجد في المحركات ذات الشحن التوربيني ، كما يُستخدم المبرد المتوسط ​​في ضواغط الهواء ومكيفات الهواء والثلاجات والتوربينات الغازية .

يُستخدم المبرد المتوسط ​​بشكل شائع مع المحركات ذات الشحن التوربيني، لمقاومة حرارة الضغط وامتصاص الحرارة في هواء السحب المضغوط. من خلال تقليل درجة حرارة هواء السحب، يصبح الهواء أكثر كثافة (مما يسمح بحقن المزيد من الوقود، مما يؤدي إلى زيادة الطاقة) وأقل عرضة للاشتعال المسبق أو الطرق . يمكن توفير تبريد إضافي عن طريق رش رذاذ ناعم خارجيًا على سطح المبرد المتوسط، أو حتى في هواء السحب نفسه ، لتقليل درجة حرارة شحنة السحب بشكل أكبر من خلال التبريد التبخيري .

يمكن أن تختلف المبردات المتوسطة بشكل كبير في الحجم والشكل والتصميم، اعتمادًا على متطلبات الأداء والمساحة للنظام. تستخدم العديد من سيارات الركاب إما مبردات متوسطة مثبتة في المقدمة تقع في المصد الأمامي أو فتحة الشبك، أو مبردات متوسطة مثبتة في الأعلى تقع فوق المحرك. يمكن لنظام التبريد المتوسط ​​استخدام تصميم هواء إلى هواء، أو تصميم هواء إلى سائل، أو مزيج من الاثنين.

في محركات السيارات حيث يتم استخدام مراحل متعددة من الحث القسري (على سبيل المثال محرك توربو مزدوج متسلسل أو محرك بشاحنين )، يحدث التبريد المتوسط ​​عادةً بعد آخر شاحن توربيني/شاحن فائق. ومع ذلك، من الممكن أيضًا استخدام مبردات داخلية منفصلة لكل مرحلة من مراحل الشحن التوربيني/الشحن الفائق، كما هو الحال في سيارة سباق JCB Dieselmax ذات السرعة القياسية. تستخدم بعض محركات الطائرات أيضًا مبردًا داخليًا لكل مرحلة من مراحل الحث القسري. ^{[ بحاجة لمصدر ]} في المحركات ذات الشحن التوربيني ثنائي المرحلتين، يمكن أن يشير مصطلح المبرد الداخلي على وجه التحديد إلى المبرد بين الشاحنين التوربينيين ويُستخدم مصطلح المبرد اللاحق للمبرد الموجود بين التوربو في المرحلة الثانية والمحرك. ومع ذلك، غالبًا ما تُستخدم مصطلحات المبرد الداخلي ومبرد الهواء المشحون أيضًا بغض النظر عن الموقع في نظام السحب. ^[2]

المبردات المتوسطة من الهواء إلى الهواء هي مبادلات حرارية تنقل الحرارة من هواء السحب مباشرة إلى الغلاف الجوي. أو، تعمل المبردات المتوسطة من الهواء إلى السائل على نقل الحرارة من هواء السحب إلى سائل وسيط (عادة الماء)، والذي بدوره ينقل الحرارة إلى الغلاف الجوي. يعمل المبادل الحراري الذي ينقل الحرارة من السائل إلى الغلاف الجوي بطريقة مماثلة للمبرد الرئيسي في نظام تبريد المحرك المبرد بالماء، أو في بعض الحالات يتم استخدام نظام تبريد المحرك أيضًا لنظام التبريد المتوسط. تكون المبردات المتوسطة من الهواء إلى السائل عادةً أثقل من نظيراتها من الهواء إلى الهواء، بسبب المكونات الإضافية التي يتكون منها النظام (مثل مضخة دوران الماء، والمبرد، والسوائل، والسباكة).

تستخدم أغلب المحركات البحرية مبردات هوائية سائلة، وذلك لأن مياه البحيرة أو النهر أو البحر يمكن الوصول إليها بسهولة لأغراض التبريد. بالإضافة إلى ذلك، توجد أغلب المحركات البحرية في حجرات مغلقة حيث يكون الحصول على تدفق جيد من هواء التبريد لوحدة هوائية الهواء أمرًا صعبًا. تتخذ المبردات الهوائية البحرية شكل مبادل حراري أنبوبي حيث يمر الهواء حول سلسلة من الأنابيب داخل غلاف المبرد، وتدور مياه البحر داخل الأنابيب. المواد الرئيسية المستخدمة في هذا النوع من التطبيقات مصممة لمقاومة تآكل مياه البحر: النحاس والنيكل للأنابيب والبرونز لأغطية مياه البحر.

كان البديل لاستخدام المبردات المتوسطة - والتي نادرًا ما تستخدم هذه الأيام - هو حقن الوقود الزائد في غرفة الاحتراق، بحيث تعمل عملية التبخير على تبريد الأسطوانات من أجل منع الطرق. ومع ذلك، كانت الجوانب السلبية لهذه الطريقة هي زيادة استهلاك الوقود وانبعاثات غاز العادم . ^[3]

تُستخدم المبردات المتوسطة لإزالة الحرارة المهدرة من المرحلة الأولى من ضواغط الهواء ثنائية المرحلتين. يتم تصنيع ضواغط الهواء ثنائية المرحلتين بسبب كفاءتها المتأصلة. إن عمل التبريد للمبرد المتوسط ​​مسؤول بشكل أساسي عن هذه الكفاءة العالية، مما يجعله أقرب إلى كفاءة كارنو. إن إزالة حرارة الضغط من تفريغ المرحلة الأولى له تأثير تكثيف شحنة الهواء. وهذا بدوره يسمح للمرحلة الثانية بإنتاج المزيد من العمل من نسبة الضغط الثابتة الخاصة بها. تتطلب إضافة مبرد متوسط ​​إلى الإعداد استثمارات إضافية.