Standard 2-takt dieselmotor med turbo og intercooler

Transkript

1 Standard 2-takt dieselmotor med turbo og intercooler Deffinitioner M 10 6 Atmosfærisk luft egenskaber (midlertidig) c p 1010 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES - T_1 = 313K, p_1= 3bar L min 14.5kg 1kg L virk h i 1.65L min M kg Kredsproces definitioner V mL V 5 V mL p 1 3bar p 2 210bar p 3 250bar p 4 p 3 250bar T 1 40K K K p 1 V 1 ma L T 1 R i mg ma B ma L L virk mg Q til ma B h i

2 Isentropisk kompression 1-2 (lukket) Middelværdier fra EES, rettet til hen af vejen c p 1085 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES - T_1 = 313K, p_1= 3bar og T_2 = 1000K, p_2= 210bar p 1 p 2 3bar T K V mL 210bar T.2 = Ukendt V.2= Ukendt ma L mg p 2 V 1 = p 1 V 2 κ p 2 p 1 1 κ = V 1 V 2 V 1 V 2 1 p 2 p 1 κ V mL V 1 T 2 T 1 V 2 κ1 T K W 12 ma L c v T 2 T 1 W

3 Isokor forbrænding 2-3 Middelværdier fra EES, rettet til hen af vejen c p 1171 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES - T_1 = 996K, p_1= 210bar og T_2 = 1152K, p_2= 250bar p 2 210bar T K V mL p 3 250bar T.3 = Ukendt V 3 V mL ma L ma B h i mg mg 43.4 M kg p 3 V 3 T 3 R i ma L T K Q kor c v ma L T 3 T 2 Q kor ma B_kor Q kor h i ma B_kor mg

4 Isobar forbrænding 3-4 Middelværdier fra EES, rettet til hen af vejen c p 1243 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES. Bemærk at 2500K er udenfor EES tabeller. For at finde middelværdien anvendes middeltemperaturen mellem 2502K og 1154K - T_1 = 1827K, p_1= 250bar p 3 p 4 250bar T K V mL 250bar T.4 = Ukendt V.4 = Ukendt ma L mg ma B mg ma B_kor mg h i 43.4 M kg Q bar ma B ma B_kor h i Q bar T 4 Q bar c p ma L T 3 T K ma L R i T 4 V 4 V p mL 4 W 34 ma L R i T 3 T 4 W

5 Isentropisk ekspansion 4-5 Middelværdier fra EES, rettet til hen af vejen c p 1244 c kgk v 956 kgk c p κ R c i c p c v 288 v kgk Hentet fra EES. Bemærk at 2502K er udenfor EES tabeller. For at finde middelværdien anvendes middeltemperaturen mellem 2502K og 1169K og middeltrykket mellem 250bar og 11bar - T_1 = 1827K, p_1= 250bar p 4 250bar T K V mL p.5 = Ukendt T.5 = Ukendt V mL ma L mg V 4 p 5 p 4 V 5 κ p bar V 4 T 5 T 4 V 5 κ1 T K W 45 ma L c v T 5 T 4 W

6 Virkningsgrad W 0 W 12 W 34 W 45 W W 0 η 0 Q til η "Tjek i forhold til Carnot virkningsgrad" η car = 1 T C T H η car 1 T 1 T 4 η car Effekt n max min P max W 0 n max P max kW Kompresisons- og ekspansionsforhold Kompressions forhold i motoren V V 2 Expansions forhold = det samme

7

8 PawerCycle 2-takt dieselmotor med kompressor og intercooler Deffinitioner M 10 6 Atmosfærisk luft egenskaber (midlertidig) c p 1010 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES - T_1 = 313K, p_1= 3bar L min 14.5kg 1kg L virk h i 1.65L min M kg Kredsproces definitioner V 1 200mL V mL p bar p 1 3bar p 2 210bar p 3 250bar p 4 p 3 250bar T 0 40K K K T 1 T K p 1 V 1 ma L T 1 R i mg ma B ma L L virk mg Q til ma B h i

9 Isentropisk kompression 0-1 (ses som åben system) - et kompressor trin Middelværdier fra EES, rettet til hen af vejen c p 1014 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES - T_1 = 313K, p_1= 0,95bar og T_2 = 433K, p_2= 3bar p bar T K V.0= Ukendt p 1 3bar T.1 = Ukendt V.1= Ukendt ma L mg V 0 T 0 ma L R i p 0 V mL p 1 V 0 = p 0 V 1 κ p 1 p 0 1 κ = V 0 V 1 V 0 V 1_IK 1 κ p 1 p 0 V 0 T 1_IK T 0 V 1_IK κ1 V 1_IK mL T 1_IK K W 01_Ideel ma L c p T 1_IK T 0 W 01_Ideel η c 0.7 Centrifugal compressor, Spencer Sorenson, 2014 W 01_Ideel W 01 W η c Efter kompression bliver luften kølet ned til 40 grader Celsius igen.

10 Isentropisk kompression 1-2 (lukket) Middelværdier fra EES, rettet til hen af vejen c p 1085 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES - T_1 = 313K, p_1= 3bar og T_2 = 996K, p_2= 210bar p 1 p 2 3bar T K V 1 200mL 210bar T.2 = Ukendt V.2= Ukendt ma L mg p 2 V 1 = p 1 V 2 κ p 2 p 1 1 κ = V 1 V 2 V 1 V 2 1 p 2 p 1 κ V mL V 1 T 2 T 1 V 2 κ1 T K W 12 ma L c v T 2 T 1 W

11 Isokor forbrænding 2-3 Middelværdier fra EES, rettet til hen af vejen c p 1171 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES - T_1 = 996K, p_1= 210bar og T_2 = 1152K, p_2= 250bar p 2 210bar T K V mL p 3 250bar T.3 = Ukendt V 3 V mL ma L ma B h i mg mg 43.4 M kg p 3 V 3 T 3 R i ma L T K Q kor c v ma L T 3 T 2 Q kor ma B_kor Q kor h i ma B_kor 2.106mg

12 Isobar forbrænding 3-4 Middelværdier fra EES, rettet til hen af vejen c p 1243 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES. Bemærk at 2500K er udenfor EES tabeller. For at finde middelværdien anvendes middeltemperaturen mellem 2502K og 1154K - T_1 = 1827K, p_1= 250bar p 3 p 4 250bar T K V mL 250bar T.4 = Ukendt V.4 = Ukendt ma L mg ma B mg ma B_kor 2.106mg h i 43.4 M kg Q bar ma B ma B_kor h i Q bar T 4 Q bar c p ma L T 3 T K ma L R i T 4 V 4 V p mL 4 W 34 ma L R i T 3 T 4 W

13 Isentropisk ekspansion 4-5 Middelværdier fra EES, rettet til hen af vejen c p 1226 c kgk v kgk c p κ R c i c p c v v kgk Hentet fra EES. Bemærk at 2502K er udenfor EES tabeller. For at finde middelværdien anvendes middeltemperaturen mellem 2502K og 739K og middeltrykket mellem 250bar og 1,4bar - T_1 = 1621K, p_1= 125,7bar p 4 250bar T K V mL p.5 = Ukendt T.5 = Ukendt V mL ma L mg V 4 p 5 p 4 V 5 κ p bar V 4 T 5 T 4 V 5 κ1 T K W 45 ma L c v T 5 T 4 W

14 Virkningsgrad W 0 W 01 W 12 W 34 W 45 W W 0 η 0 Q til η "Tjek i forhold til Carnot virkningsgrad" η car = 1 T C T H η car 1 T 1 T 4 η car Effekt n max min P max W 0 n max P max 43.72kW Kompresisons- og ekspansionsforhold Kompressions forhold total V V 2 Kompressions forhold i motoren V V 2 Expansions forhold total V V 2

15

16

17

18 Toothed belt calculation Version 7.2 To From Company: Wobach Company: ens S Denmark Fao: Paw Responsible: Niels uhl Application: Hydraulicpumpe 20Hp Telephone: Remarks: Ny layout CC 270 Fax:... Conti CONTI SYNCHROFORCE CXP HTD Tooth profile Tooth pitch Number of teeth on small pulley Pitch diameter of small pulley Number of teeth on large pulley Pitch diameter of large pulley Speed of small pulley Speed of large pulley Transmission ratio Belt length Number of teeth on timing belt Centre distance Arc of contact on the small pulley Number of teeth in mesh on small pulley Belt speed Belt flex frequency Overall service factor Teeth in mesh factor Length factor Power to be transmitted Torque on small pulley Torque on large pulley Calculated belt width Chosen belt width Power rating for belt width Calculated overall service factor Effective pull Static belt tension Total axle load Belt tension load factor Belt tension service factor Natural frequency of belt span PROF = T = ZK = DWK = ZG = DWG = NK = NG = I = LW = Z = AER = BETA = ZE = V = BF = C0 = C1 = C5 = P = MDK = MDG = BERR = B = PR = C0ER = FU = FSTAT = FV = k1 = k2 = EIF = 8M 8,00 mm 20 50,93 mm ,21 mm 2999,98 rpm 535,71 rpm 5, ,00 mm 140,00 270,19 mm 128,61 grd 7,15 8,00 m/s 14,29 Hz 1,80 1,00 1,00 15,00 kw 47,75 Nm 267,38 Nm 47,11 mm 30,00 mm 16,60 kw 1, ,02 N 1019,56 N 1837,52 N 1,00 1, Hz This is less than the minimum number of teeth allowed on the small pulley (22) The permissible total span tension has been exceeded. (1800 N) CONTI HTD Timing belt M SYNCHROFORCE CXP Toothed pulley P 20-8M - 30 Toothed pulley P 112-8M - 30 All orders are subject exclusivley to our General Conditions of Business

19

20

21 Procedure - Målemetode 1 (Måling 1-11) Den første målemetode som blev anvendt, har følgende procedure: 1. Motoren og belastningssystemet holdes ved konstant belastning indtil der ses en ligevægt i form af at hydraulikoliens temperatur er nogenlunde konstant. 2. Der fyldes diesel i tanken indtil mærket i studsen nås, og stopuret startes. 3. Omdrejningshastighed bestemmes som gennemsnit af min og max værdier. Krogvægt nulstilles med 5kg lod, og belastningen fra momentarmen bestemmes. Momentarmlængden kontrolleres passer mærket? Alle målinger noteres i Excel regneark sammen med stopurets minutvisning. 4. Hydrauliktryk og temperatur noteres i Excel ark 5. Røggas analysemåling som vare ca. 1-2min. Røggas temperatur, CO2%, Lambda, O2% og omgivelses temperatur noteres i Excel ark. 6. Punkt 3,4 og 5 gentages minimum 2gange. 7. En 1,5L kande fyldt med diesel vejes på køkkenvægten og vægten noteres. 8. Der fyldes diesel i tanken indtil mærket i studsen nås, og stopuret stoppes. 9. 1,5L kanden vejes igen, og differencen (brændstofforbruget) bestemmes og noteres i Excel ark sammen med stopurets total tid.

22 Procedure - Målemetode 2 (Måling 12-20) Den anden målemetode som blev anvendt, har følgende procedure: 1. Motoren og belastningssystemet holdes ved konstant belastning indtil der ses en ligevægt i form af at hydraulikoliens temperatur er nogenlunde konstant. 2. Der fyldes diesel i 1,5L kanden og den sættes på køkkenvægten. Kandens vægt noteres og stopuret startes. Kanden fjernes fra vægten. 3. Omdrejningshastighed bestemmes som gennemsnit af min og max værdier. Krogvægt nulstilles med 5kg lod, og belastningen fra momentarmen bestemmes. Momentarmlængden kontrolleres passer mærket? Alle målinger noteres i Excel regneark sammen med stopurets minutvisning. 4. Hydrauliktryk og temperatur noteres i Excel ark 5. Røggas analysemåling som vare ca. 1-2min. Røggas temperatur, CO2%, Lambda, O2% og omgivelses temperatur noteres i Excel ark. 6. Punkt 3,4 og 5 gentages minimum 2gange. 7. 1,5L kanden sættes på køkkenvægten igen, og vægten noteres og stopuret stoppes. Differencen (brændstofforbruget) bestemmes og noteres i Excel ark sammen med stopurets total tid.