Eli onko dumpilla mitään hyötyä kompressori-ahdetussa koneessa? Entä välijäähdyttimellä?
Dumppi ja IC kompurassa
Pocce
179915
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Turvaa tilisi vahvistamalla puhelinnumerosi. Voit silloin palauttaa unohtuneen salasanan tekstiviestillä.
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 17
Vanhimmat
No eipä oikeastaan ole. Dumppi päästää turbokoneessa paineet pihalle kaasuläpän sulkeutuessa => estää kaasuläpällä vääräänsuuntaan kääntyneen virtauksen törmäämisen turbiinin siipiin, eli nopeuttaa turbon uudelleen heräämistä kaasuläpän taas auetessa. Eli ei ole hyötyä kompuralle (olipas hankalasti selitetty..)
Mekaaninenahdin ei myöskään kuumenna ahtoilmaa, eli ei ole hyötyä siitäkään. On se tietysti niinkin että mitä viileämpää ilma on, sitä enemmän siinä on happea, mutta tuskinpa välijäähyllä saa niinpaljoa ilman lämpötilaa laskettua että vaikuttaisi (talvella ehkä)..
Ai mekaaninen ahdin ei kuumenna ahtoilmaa? Kyllä se ahtoilma kuumenee aina kun sitä puristetaan kasaan, eli myös mekaanisella ahtimella se ihan varmasti lämpenee -> tähän fysiikanlakiin kun sekään ei vaikuta.
Ilman lämpötila ei vaikuta mitenkään sen happipitoisuuteen, vaan siinä ilmassa on happea ihan yhtä paljon riippumatta siitä kuinka kuumaa tai kylmää se on. Sen sijaan kylmä ilma on tiheämpää, joten sitä voidaan työntää moottoriin paljon enemmän kuin kuumaa, ja siksi ahdetuissa autoissa käytetään välijäähdytystä.
Huhhuh, missähän näitä oppeja teille oikein ammennetaan?
Tätä en kyllä täysin allekirjoita. Eli ilma kuumenee niin paljon että olisi tarvetta jäähylle jos se puristetaan 1bar paineesta (ilmahehänpaine) -> johonkin vaikkapa 1,7barin paineeseen (tai suurempaankin), no paljonkohan se lämpenee, kerroppas.
mietippäs mitä tässä meidän hengitysilmassa on, ja jos sitä saadaan työnnettyä sylintereihin enemmän niin mitä sinne silloin saadaan enemmän?
Jos ilma puristetaan 1 barin paineesta 1.7 barin paineeseen, niin se lämpenee ihan saman verran riippumatta ahdetaanko se siihen tilaan turbolla vai mekaanisella ahtimella. Samasta ulkoilmasta se otetaan ja samanlaisen siipipyörän tai ruuviahtimen läpi työnnetään, ei ole mitään väliä mikä sille ahtimelle antaa käyttövoiman -> muussahan turbon ja mekaanisen ahtimen toimintaerossa ei ole kyse.
Ja tästä meidän hengitysilmasta: tämä voi tulla yllätyksenä, mutta sen happipitoisuus ei riipu pätkääkään sen lämpötilasta, niinkuin esitit. Happea on -20C ulkoilmassa tasan yhtä paljon kuin 21C huoneilmassakin. Ilman tiheys on toki erilainen, mutta happea tarkalleenottaen ei ole enempää prosentuaalisesti tilavuudesta.
Myönnetään: olen väärässä, kuhan yritin:)
Mitä viileämpää ilma on, sitä tiiviimpää se on, eli siinä on enemmän happea!
"Happea on -20C ulkoilmassa tasan yhtä paljon kuin 21C huoneilmassakin. Ilman tiheys on toki erilainen, mutta happea tarkalleenottaen ei ole enempää prosentuaalisesti tilavuudesta."
Tämä kaikki on aivan totta. Mutta kun tiheys kasvaa kaksin kertaiseksi, myös happi atomien määrä kasvaa samassa suhteessa. Silloinhan happea saadaan tungettua sylinteriin enemmän. Koska happea saadaan enemmän, voidaan tunkea enemmän myös bensiiniä/dieseliä. Teho kasvaa.
Kylmempää ilmaa siis kannattaa tunkea sylinteriin mieluumin kuin kuumaa.
Turbo lämmittää yhtä paljon ilmaa kompressoimisen osalta kuin mekaaninen ahdinkin. Mekaaninen toimii viileämpänä kuin turbo. Näin tutkittuna turbo kuumentaa ahtoilmaa enemmän kuin mekaaninen ahdin.
moi
mulla vesijäähytetty hyrrä landruicerissana..
Itseasiassa esim. roots -tyyppisessä ahtimessa on huonompi terminen hyötysuhde kuin keskipako -ahtimessa(pakokaasu- tai remmikäyttöinen)
itseasiassa kunnollisella välijäähdyttimellä pystytään laskemaan ahtoilman lämpötilaa esim. 50C.
Esimerkiksi, jos imuilma otetaan vapaasti konetilaan asennetun, "tehoa lisäävän", kartiosuodattimen läpi, turbon kompressorille menevä ilma saattaa olla yli 60C, vaikka ympäristö olisi vain 20C(olen nähnyt kartiosuodattimia asennetun koneen välittömään laheisyyteen imemään kuumaa ilmaa konetilasta, EI NIIN!). Kompressorin jälkeen(kompressorista riippuen) imuilma on saattanut kuumeta noin 100 asteiseksi ja välijäähdytyksen jälkeen lämpötila putoaa alemmaksi, kuin mitä imuilma ahtimelle mennessä on. Näin siis hyvässä tapauksessa. Asteluvut ovat viitteellisiä, mutta antanevat mittasuhteet.
Näin ollen ahtoilman jäähdytyksellä on suuri merkitys moottorin nakuttamiseen/nakuttamattomuuteen, taloudellisuuteen, päästöihin jne. Ja tämä pätee sekä mekaanisesti-, että pakokaasuahdettuihin moottoreihin.
Oikein käytettynä ja sijoitettuna dumppi mahdollistaa lähes viiveettömän paineennousun esim vaihtojen yhteydessä. Sellainen dumppi, joka vain sihahtaa/tussahtaa yms. ei välttämättä tee työtään hyvin. Puhun nyt niistä 50e huttudumpeista.
(turbiini=pakopuoli, eli ei mitään tekemistä dumpin kanssa.)
http://koti.mbnet.fi/hi-po
Nyt taas tuli semmosta asiaa, josta en saanut mitään tolkkua.
Mitä ihmettä tarkoittaa ilmaa puristettaessa terminen hyötysuhde ? ? ?
Termodynaamisesti lämpeneminen tapahtuu samoin puristustavasta riippumatta, lämmön siirtyminen kuorien kautta on mekaaninen ominaisuus, kuten virtaushäviötkin, joten jonkinlainen lisäselvitys olisi kyllä paikallaan väitteen tueksi.
Ja toivottavasti vielä muuta kuin jostain esitteestä lainattu lause.
Fysiikan kirjassa tilanne ehkä onkin noin. Varsinkin "alemman" asteen kirjoissa, joissa kaikki fysikaaliset järjestelmät ovat suljettuja ja laitteet/komponentit ideaalisia hyötysuhteiltaan/ominaisuuksiltaan.
Termisellä hyötysuhteella tarkoitetaan pumpun(keskipakokompressorin(turboahdin), tilavuuskompressorin(roots) tms.) kykyä siirtää ilmaa sitä turhaan lämmittämättä. Eli sitä parempi on pumpun terminen hyötysuhde, mitä vähemmän se ilmaa lämmittää.
Eli ahtoilman lämpeneminen siis = paineenkasvun lisäämä lämpötila + kompressorin hyötysuhteen johdosta lisääntyvä lämpötila.
Esimerkiksi, erään turboahtimen kompressori toimii hyötysuhteella 45%, jolloin siitä ulostulevan ilman kokonaispaine on 1+1,2bar(ilmakehä + ylipaine) ja ilman lämpötila 200C(yli ympäröivän ilman) kun taas samoissa ympäröivissä olosuhteissa erään toisen kompressorin, joka toimii 80% termisellä hyötysuhteella, ulosantaman ilman kokonaispaine 1+2bar ja lämpötila n.200C ja vastaavasti, mikäli jälkimmäistä verrataan vastaavalla kokonaispaineella ensimmäiseen(1+1,2bar), paineistetun ilman lämpötila on "vain" n.120C yli ympäristön lämpötilan.
Vähän ontuvasti selitetty, toivottavasti ymmärsit.
No jos esimerkeissäsi 20 asteista ilmaa puristetaan 1.2 bar ylipaineeseen, niin termod.perustein sen lämpötila puristustavasta riippumatta kohoaa n. 70 astetta, ja esimerkissäsi annat lämpötilaeroksi 200 astetta, jolloin imuilman täytyy olla tosi kuumaa tai sitten lämpöä siirtyy imuilmaan jossain vaiheessa muuten aika runsaasti.
(2 barin ylipaineella lämmönnousu olisi reilu 100 astetta.)
Yleensähän hyötysuhteella tarkoitetaan tuotetun energian, (tässä tapauksessa lämmön, paineen ja liikkeen) suhdetta käytettyyn energiaan, ja termodynaamisen hyötysuhteen määritelmä on hiukan outo, koska lopputulos on juuri lämpöliikettä.
Jos tarkoitit ahtimen termodynaamisella hyötysyhteella sitä kuinka paljon puristusmenetelmä tuottaa energiaa suhteessa paineen ja lämpötilan muodossa, niin asia on edelleen mysteeri.
Painettahan voidaan lisätä tilavuutta muuttamalla tai virtausnopeutta tai lämpötilaa kasvattamalla ja olettaisin, että tilavuuden muutos tuottaa näistä vähiten lämpötilan muodossa.
Lisäksi ulostulolämpötilaan vaikuttaa monet muutkin seikat, kuten lämmön siirtyminen rakenteisiin / sta mekaaniset kitkat ym. joten johtopäätösten teko ulostulolämpötilasta ei kerro laitteesta muuta kuin mekaanisen eristyksen ym tason, ellei kyseessä sitten ole täysin adiabaattinen kitkaton kokonaisuus.
Esimerkkisi perusteella voisi vetää johtopäätöksen, että mitä enemmän lämpöä menee puristusvaiheessa "harakoille" sitä parempi hyötysuhde ?
Siis palaamme alkuperäiseen kysymykseen, miksi mekaanisen ahtimen "termodynaaminen hyötysuhde" on huonompi kuin turboahtimen.
Esimerkissäni käytin siis kahta samantyyppistä keskipakokompressoria, joilla oli erilaiset hyötysuhteet. Tiedot esimerkkiin nappasin Corky Bellin kirjasta Maximum boost. Laitoin kyllä virheellisesti että lämpötilat olisivat xC yli ympäristön. Pahoittelen. Esimerkissä ne olivat kokonaislämpötiloja.
Yleisesti ottaen hyötysuhteella tarkoitetaan jonkin järjestelmän kyky tehdä jokin työ mahdollisimman vähällä hukkaenergialla esim. kitkan aiheuttama lämpö. Ja kompressorin hyötysuhteella tarkoitetaan sen kykyä siirtää ilmaa ja muodostaa painetta mahdollisemman pienellä lämpötilannousulla.
Nojauduit laskuesimerkissäsi peruskaavaan, joka ei ota huomioon pumpun hyötysuhdetta. Vain paineennousun aiheuttama lämmönnousu. Ja kuten jo sanoin, kok.lämmönnousu = paineennousun aiheuttama lämpötila + kompressorin aiheuttama lämpötila.
Jos 20 asteinen ilma lämpenee 70 astetta termodynamiikan mukaan, imuilma on jo 90 asteista. Se jaetaan kompressorin hyötysuhteella, esim. 45% saadaan tuo 200C tulokseksi.
Hyötysuhde saadaan laskettua jakamalla teorian mukainen lämpötilannousu todellisella lämpötilan nousulla. Eli verrataan kuinka hyvin kompressori x toimii verrattuna ideaalitilanteeseen.
Voi olla, että terminen hyötysuhde on väärä termi, mutta ainakin kaikki (laajemmat) eri ahtimia, ahtamista ym. käsittelevät sivustot, kirjat ja dokumentit tuntevat käsitteen. Tai sitten voi olla niin, että sitä ei löydy Maolista.
Kirjoita vaikka googleen: thermal efficiency roots centrifugal Tuolla rimpsulla pääset jyvälle oikeasta ahtamisesta, eikä vain Maol -ahtamisesta. Tietoa löytyy muutenkin. Esim. tuo edellämainitsemani kirja. Lisäksi erilaisia teoksia ja niteitä on pilvin pimein. Netistä löytyy myös varsin laadukkaita artikkeleja. Niistä pystyt rankkaamaan hapatukset pois, kun olet tarpeeksi moneen tutustunut.
> Esimerkkisi perusteella voisi vetää
> johtopäätöksen, että mitä enemmän lämpöä menee
> puristusvaiheessa "harakoille" sitä parempi
> hyötysuhde ?
Periaatteessa juuri näin! Jos mitään ahtamisesta tiedät, niin olet varmaankin kuullut väittämän, että korkea imulämpötila vähentää tehoa ja lisää nakutuksen riskiä.
Kuitenkin niin, että "mitä vähemmän puristuksessa syntyy YLIMÄÄRÄISTÄ lämpöä sitä parempi."
> Siis palaamme alkuperäiseen kysymykseen, miksi
> mekaanisen ahtimen "termodynaaminen hyötysuhde"
> on huonompi kuin turboahtimen.
En puhunut kaiken tyyppisistä mekaanisista ahtimista vaan lähinnä roots -tyyppisestä. Vaikka roots -tyyppiset ahtimet ovatkin huimasti kehittyneet, ei niiden ilmansiirto ole silti yhtä "jouheaa" kuin keskipakokompressorien.
Keskipakokompressoreitakin on remmivetoisina mm. Rotrex, Paxton ja Vortech. Näissä KOMPRESSORIN hyötysuhde on yhtä hyvä tai parempi(isommat kompressorisiipipyörät) kuin pakokaasuahtimissa. Kuitenkin kokonaishyötysuhde on turbolla parempi kuin remmivetoisilla veljillään.
Ruuvikompressorissa (Lysholm) terminen hyötysuhde on parempi kuin turbossa. Jopa 90%, mutta ne ovat kalliita ja kokonaishyötysuhde jää pienemmäksi kuin turbolla.
Ymmärsitkö nyt?
Selailin vähän linkkejä ja pääsin jyvälle että Anglosaksisissa kielissä käytetään termiä "thermal efficiency " ahtamisen yhteydessä ja se pitää sisällään juuri mainitsemasi ylimääräisen lämmönnousun.
Mainitsemaasi Maoliin liittyen en löytänyt netistä mitään ahtimiin viittaavaa.
Toisin sanoen em. termillä ei ole oikeastaan mitään tekemistä sen enempää termodynamiikan kuin hyötysuhteenkaan kanssa, vaan tuo "termodynaaminen hyötysuhde" ahtimien yhteydessä taitaa todellakin olla vain epäonnistunut suomennos, joka on vakiintunut harrastajien pariin.
Lisäksi selvisi jo ounastelemani asia, että tilavuuteen perustuva puristaminen tuottaa vähemmän ylimääräistä lämpöä kuin liikenopeuteen perustuva ja erikoistapauksena oli maininta vanhoista Roots-tyyppisistä ahtimista, joissa ilman liike suuntautuu myös päävirtausta kohtisuoraan suuntaan ja suurten välysten avustamana voi jopa tuottaa enemmän lämpöä kuin keskipakopuhallin.
Kokonaishyötysuhde on sitten asia josta ei liene epäselvyyttä ja määritellään kyllä samoin myös ilmaa puristaville ja - siirtäville vehkeille kuin muillekin ulkopuolista energiaa käyttäville laitteeille.
ps Heittosi :
>>>>
> Esimerkkisi perusteella voisi vetää
> johtopäätöksen, että mitä enemmän lämpöä menee
> puristusvaiheessa "harakoille" sitä parempi
> hyötysuhde ?
Periaatteessa juuri näin! Jos mitään ahtamisesta tiedät, niin olet varmaankin kuullut väittämän, että korkea imulämpötila vähentää tehoa ja lisää nakutuksen riskiä.
Maol on vanha kunnon kaava/taulukkokirja :) No ei siitä sen enempää...
Itseasiassa nykyiset Eatonin valmistamat kierretyillä roottoreilla olevat Roots -ahtimet eivät pääse nykyaikaisten turboahtimien hyötysuhteisiin. Erot eivät kuitenkaan ole suuria keskipakokompressorin hyväksi.
Kaikissa ahtotavoissa on hyvät ja huonot puolensa. Itse olen turbomies, koska turboahtimet ovat keskimäärin parempia vaihtoehtoja ahtamiseen kuin muut. Ihan vaan siksikin, että ahtoilman jäähdytys on helpompaa/halvempaa kuin esim. roots -ahdinta käytettäessä. Keskipakoremmiahdin on helppo asentaa, mutta ala- ja keskialue ovat huonoja. Rootsilla taas ala- ja keskialue ovat hyviä, mutta yläalueella on taipumusta olla vaisumpaa. Ruuviahdin(esim. Lysholm) on hyvä kaikilla alueilla ja hyötysuhde on myös hyvä, mutta ahtimet maksavat kohtuuttomasti ja ahtoilman jäähdytys on myös ongelma.
Sanotaan, että turbo ei tee mitään alakierroksilla. Ei ehkä teekkään, mutta paljon pystytään vaikuttamaan sytytysennakolla, ahtopaineenohjauksella sekä ahtimen valinnalla ala-alueen parantumiseen. Keski- ja yläalueella oikeinmitoitettu turboahdin on ylivoimainen. Ja sitä paitsi; kuka kaipaa 1000-2000rpm aluetta kuitenkaan...
Ja kukapa ei haluaisi käyttää esim. 200hv autosta pakokaasuina ilmaan häviävää, palttiarallaa 70hv tehoa?
Eiköhän se tästä.
Edellisestä ei enempää mutta jäi askarruttamaan turbojen ylipaineventtiilin (dump) tarkoituksen yleinen selitys.
Toiminta on selvää ja loogista mutta yleinen selitys sen tarpeelle on että paineen kasvaessa läpän sulkeutuessa paineaalto aiheuttaa ahtimien siipien sakkauksen ja pumppupyörän nopeus laskee niin että läppää uudelleen avattaessa paine ei ole enää riittävä.
Käsitykseni mukaan keskipakopuhaltimen painepuolen sulkeminen lopettaa virtauksen ja tästä johtuen pumppupyörän pyörintävastus pienenee (sakkauksessahan menetetään tietynsuuntainen voimakomponentti eli vastus muodustuu virtauksen määrästä ja paine sen nopeudesta pumpun kehällä) ja pyörintänopeus päinvastoin kasvaa kuin pienenee jos käyttävä voima on vakio.
Asian voi todeta omakohtaisesti millå hyvänsä keskipakopumpulla.
Ylipaineventtiilin toiminnalle järkevämpi selitys tuntuisi olevan tietenkin liian paineen poispäästämisen lisäksi se, että ilmamassa pidetään koko ajan liikkeessä jotta vaihtohetkellä ei syntyisi paineaaltoa ja sen vaikutuksesta kuollutta hetkeä ennenkuin ilmamassa lähtee taas virtaamaan riittävällä nopeudella.
Varsinkin välijäähdyttimen kautta kulkeva ilmamäärä on sen verran suuri että sen nopeuden osittainenkin tappaminen tuntuu kuolleena hetkenä, kun taas turbon pyörintänopeus ei paljoakaan ehdi muuttua.
Voi olla että tässä ajatukseni kulkee väärää latua, mutta jotenkin se on jäänyt askarruttamaan.
Itseasiassa olet puoliksi oikeilla jäljillä, nimittäin ilmamassan liikkeelläpitäminen ja paineaallon välttäminen.
Mikäli paineaalto pääsee kompressorille asti, se pyrkii väärään suuntaan ja aiheuttaa akselin hidastumisen ja "chi-hi-hi" -äänen.
Tarkoitat sakkauksella ilmeisesti kompressorin kavitoimista ts."sutimista"(choke -line kompressorikartassa oikea puoli)? Tällöin kompressorin vauhti kiihtyy.
Kaasuläpän sulkeutuessa(ei dumppia/bypassia) paineaalto saavuttaa kompressorin, jolloin kompressori ei saa tuotettua tarpeeksi ilmaa riittävän suurella paineella(surge line, kompressorikartan vasen puoli). Tällöin kompressori hidastuu.