第五章 增压器的计算
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增压器工作原理增压器是一种用于增加内燃机进气压力的装置,通过增加进气压力来提高发动机的功率和效率。
增压器的工作原理是利用压气机将空气压缩并送入发动机,从而提高进气密度,使发动机能够燃烧更多的燃料,从而产生更大的动力输出。
增压器通常分为机械增压器和涡轮增压器两种类型。
机械增压器通过发动机的曲轴或皮带驱动压气机,将空气压缩后送入发动机。
而涡轮增压器则利用发动机排气的能量来驱动涡轮,涡轮带动压气机将空气压缩后送入发动机。
无论是机械增压器还是涡轮增压器,其工作原理都是相似的。
首先,发动机排出的废气通过排气管进入增压器中的涡轮或压气机。
涡轮或压气机利用排气的能量旋转起来,从而驱动增压器中的另一端的压气机。
压气机将空气压缩后,通过进气管送入发动机。
增压器的工作原理可以用来解释为什么增压器能够提高发动机的功率和效率。
首先,通过增加进气压力,增压器使发动机能够吸入更多的空气,从而提高了进气密度。
由于空气密度增加,发动机可以燃烧更多的燃料,产生更大的爆发力。
其次,增压器还可以提高发动机的燃烧效率。
因为增压器提高了进气密度,发动机在相同的转速下可以燃烧更多的燃料,从而提高了燃烧效率。
此外,增压器还可以改善发动机的响应性能。
由于增压器可以提高发动机的进气密度,发动机可以更快地响应油门的变化,从而提高了加速性能。
这也是为什么许多高性能发动机都配备了增压器。
然而,增压器也有一些缺点。
首先,增压器需要额外的能量来驱动压气机,从而增加了发动机的负荷。
其次,增压器使得发动机的工作温度和压力都增加了,这可能会导致发动机的磨损加剧。
此外,增压器的安装和维护成本也比较高。
总的来说,增压器通过增加发动机的进气压力来提高发动机的功率和效率。
无论是机械增压器还是涡轮增压器,其工作原理都是利用压气机将空气压缩并送入发动机。
增压器的工作原理使得发动机可以吸入更多的空气,提高燃烧效率,改善响应性能,但也会增加发动机的负荷和磨损。
增压器在提高发动机性能方面发挥着重要作用,但也需要在使用过程中注意其缺点。
涡轮增压器参数范文涡轮增压器是一种常用于内燃机中,用于提高气缸进气压力和进气流量的设备。
它通过利用废气能量,将废气回收之后压缩并再次输送到气缸中,达到提高发动机功率和燃烧效率的目的。
在高海拔地区或需要高功率输出的情况下,涡轮增压器是一种非常有效的工具。
1.数据参数:涡轮增压器的数据参数包括进气流量、压力比和效率。
进气流量是指单位时间内通过涡轮增压器的空气量,通常以立方米/分钟(m3/min)或立方英尺/分钟(cfm)来表示。
压力比是指通过涡轮增压器后进气压力与进气压力之比,通常以压力单位(bar、psi等)表示。
效率是指涡轮增压器将废气能量转化为气缸进气压力的能力,通常以百分比来表示。
2.尺寸参数:涡轮增压器的尺寸参数包括涡轮盘直径、涡轮盘速度和涡轮增压器的整体尺寸。
涡轮盘直径是指涡轮盘的直径大小,通常以毫米(mm)来表示。
涡轮盘速度是指涡轮盘的自转速度,通常以转/分(rpm)来表示。
涡轮增压器的整体尺寸是指涡轮增压器的长度、宽度和高度等尺寸参数,通常以毫米(mm)来表示。
3.材料参数:涡轮增压器的材料参数包括涡轮盘材料、壳体材料和轴承材料等。
涡轮盘材料通常选用高温合金材料,以便承受高温高速的工作环境。
壳体材料可以是铸铁、铝合金或镍基合金等,以保证强度和耐腐蚀性能。
轴承材料通常选用高温耐磨的材料,以保证涡轮增压器的稳定运行。
4.控制参数:涡轮增压器的控制参数包括涡轮增压器工作压力和控制方式。
涡轮增压器的工作压力是指涡轮增压器的输出压力,通常通过控制涡轮增压器的进气门或泄压阀来实现。
控制方式可以分为机械控制和电子控制两种,机械控制通过机械装置来控制涡轮增压器的工作状态,而电子控制则通过电子控制系统来实现精确的控制。
总结起来,涡轮增压器的参数包括数据参数、尺寸参数、材料参数和控制参数。
这些参数的选择和设计需要考虑到发动机的要求和工作环境的特点,以确保涡轮增压器能够达到最佳的工作状态,提供高效的功率输出和燃烧效率。
涡轮增压技术103这篇文章涉及较多的涡轮技术,包括描述压缩机的部分特性曲线图、计算发动机的增压比和空气质量流量,怎样在特性曲线图上绘制点来帮助你选择合适的涡轮增压器。
把你的计算器放在手边吧。
一压缩机部分特性曲线图[1]压缩机特性曲线图是详细描述压缩机压缩效率、空气质量流量范围、增压性能和涡轮转速等性能特性的一种图表。
下面展示的是一幅典型的压气机特性曲线图:[2]增压比增压比()被定义为出口处绝对压力除以进口处绝对压力注:=增压比、P2c=压气机出口绝对压力、P1c=压气机入口绝对压力[3]在压气机入口和出口处使用绝对压力为计量单位非常有必要,一定要记住绝对压力的基础是14.7磅/平方英寸(在这个单位下“a”代表绝对压力)这被称为标准大气压力和标准情况。
[4]表压即计示压力(在计量单位为磅/平方英寸下“g”代表表压力)测量的是超过大气压力的大小,所以表压力在大气压力下应该显示为“0”。
增压表测量的岐管压力是相对于大气压力的,这就是表压力。
这对于决定压缩机出口处的压力是非常重要的。
比如说增压表上读出的12磅/平方英寸意味着进气歧管的压力高于标准大气压力12磅/平方英寸。
即:歧管压力26.7磅/平方英寸=12磅/平方英寸(表压力)+14.7磅/平方英寸(标准大气压力)[5]这个条件下的增压比就能计算了:(26.7磅/平方英寸[绝对压力])/14.7磅/平方英寸(标准大气压力)=1.82[6]然而这是在假定压气机入口处没有空气滤清器影响的情况下[7]在决定增压比的时候,压气机入口处的绝对压力时常比环境压力小,特别是在高负荷时。
为什么会这样呢?因为任何对空气的阻碍(这其中就包括空滤器管道的限制)都会对进气造成压力损耗,在决定增压比时,压气机上游的损耗都需要被计算。
这种压力损耗在某些进气系统上可能达到或超过1磅/平方英寸的表显压力。
在这种情况下压气机入口处压力应该如下取值:压气机入口绝对压力=14.7psia – 1psig = 13.7psia[8]带入最新的入口处压力进行增压比计算应该是下面这样(12 psig + 14.7 psia) / 13.7 psia = 1.95.[9]以上计算方法很好,但是如果你不是在标准大气压下呢?在这种情况下,在计算工式中简单地用真实的大气压力替代标准大气压力14.7psi能够使计算更精确。
废气涡轮增压器的效率计算增压器的效率是衡量增压器运转的重要参数之一,下面的公式为MAN B&W公司给出的增压器效率计算公式。
比热值cp和绝热指数k与温度变化无关。
废气的绝热指数kG和比热值cpG受废气组成影响。
T1 = 压气机进口温度,KT3 = 废气涡轮进口温度,Km L = 空气质量流量,kg/sm G = 废气质量流量(空气和燃油),kg/sc pL = 空气比热,J/kg.Kc pG = 废气比热,J/kg.Kp1 = 空气进口压力,barp2 = 增压压力,barp3 = 透平进口压力,barp4 = 透平出口压力,bar⎢L = 空气绝热指数⎢G = 废气绝热指数TC = 废气涡轮效率p2/p1 = 压气机压比p3/p4 = 废气涡轮压比效率的定义多家主机制造商采用MAN B&W柴油机废气涡轮增压器。
通常来讲,有两种效率计算方法是比较常用的。
1、废气涡轮定义:总效率是增压器的一个最常用的热力学性能参数。
该方程中涉及到压气机前后的Total pressure,透平前total pressure和total温度。
由于废气涡轮dynamic pressure的进一步用途未知,计算中不必考虑涡轮机排气壳的流速;结果是计算中使用static废气涡轮出口压力而不是total pressure。
2、主机定义:定义了主机的涡轮增压效率。
与废气涡轮定义相比,p2等于气缸前空气管的压力与空冷器压力降之和,p3为气缸后废气管内压力。
应注意的是:在计算主机定义的增压器效率时,考虑到增压系统的很多损失,所以在相同的增压器热力状态下,其效率低于废气涡轮定义的增压器效率。
在比较增压器效率时,应指明计算效率的定义方式。
如果定义中的某个压力值或温度值未知,则不能得出增压器的效率。
下表列出了两种效率定义方法计算中的主要不同点。
废气涡轮增压器常见故障的分析废气涡轮增压器常见故障的分析在近代柴油机的增压系统中,废气涡轮增压器是应用最广泛的一种,特别是船舶柴油机,绝大多数都采用这种增压器。
习题提示与答案 第五章 热力学第二定律5-1 蒸汽机中所用新蒸汽的温度为227 ℃,排出乏汽的温度为100 ℃,如按卡诺循环计算,试求其热效率。
提示:新蒸汽与乏汽的温度分别看做卡诺循环的高、低温热源温度。
答案: 254.0t =η。
5-2 海水表面温度为10 ℃,而深处的温度为4 ℃。
若设计一热机利用海水的表面和深处作为高温热源及低温热源并按卡诺循环工作,试求该热机的热效率。
提示:略。
答案: 2021.0t =η。
5-3 一卡诺热机的热效率为40%,若它从高温热源吸热4 000 kJ/h ,而向25 ℃的低温热源放热,试求高温热源的温度及热机的功率。
提示:略。
答案: 4971r =T K ,44.0=P kW 。
5-4 某内燃机每作出1 kW h 的功需消耗汽油514.8 g 。
已知每千克汽油燃烧时可放出41 868 kJ 的热量,试求该内燃机的实际热效率。
提示:热机的吸热量等于燃料的放热量。
答案:167.0t =η。
5-5 有报告宣称某热机自160 ℃的热源吸热,向5 ℃的低温环境放热,而在吸热1 000 kJ/h 时可发出功率0.12 kW 。
试分析该报告的正确性。
提示:热机热效率不可能大于在相同温度范围内工作的卡诺热机的热效率。
答案:报告不正确,不可能实现。
5-6 有A 、B 两个卡诺热机,A 从温度为700 ℃的热源吸热,向温度为t的热源放热。
B则从温度为t 的热源取得A 排出的热量并向温度为100 ℃的热源放热。
试求:当两热机的循环净功相同或两热机的热效率相同时温度t 的数值。
提示:卡诺循环热效率121211T T Q Q tc -=-=η。
答案:两热机循环净功相同时='t 400 ℃,两热机热效率相同时="t 329.4 ℃。
5-7 以氮气作为工质进行一个卡诺循环,其高温热源的温度为1 000 K 、低温热源的温度为300 K ;在定温压缩过程中,氮气的压力由0.1 MPa 升高到0.4 MPa 。
涡轮计算公式范文涡轮计算公式是指用于计算涡轮机械参数和性能的数学公式。
涡轮计算公式主要包括动能方程、动量方程、能量方程、转速方程、效率方程等。
涡轮计算公式的具体形式和应用范围不同,根据涡轮机器的类型和工作条件的不同而异。
以下是涡轮计算中常用的一些公式:1.动能方程:动能方程是涡轮机械参数计算的基础公式。
对于一维定常流动,涡轮叶片内部各点的动能方程可以表示为:ΔW=(u2^2-u1^2)/2其中,ΔW为单位质量流体通过叶片段的动能增加量,u2和u1分别表示叶轮出口和入口的速度。
2.动量方程:涡轮机的动量方程描述了流体通过叶片时产生的动量变化。
一维定常流动涡轮叶片段的动量方程可以表示为:ΔM=ρ(u2-u1)v其中,ΔM为单位时间内流体通过叶片段的动量增加量,ρ为流体密度,v为叶片段的相对速度。
3.能量方程:能量方程用于计算涡轮叶片段流体的能量变化。
涡轮机能量方程可以表示为:ΔE=ΔW+ΔQ+ΔH其中,ΔE为单位质量流体通过叶片段的总能量增加量,ΔW为动能增加量,ΔQ为热能增加量,ΔH为使用工质流体所携带的各种能量类型。
4.转速方程:转速方程用于计算涡轮机的转速。
对于涡轮来说,涡管的旋转速度与质量流量、出口速度和半径之间存在关系,可以表示为:ω=m(u2-u1)/r其中,ω为涡管的旋转角速度,m为流体质量流量,r为旋转涡管的半径。
5.效率方程:效率方程是用于计算涡轮机械效率的公式。
涡轮机的效率可以表示为:η=Ws/ΔE其中,η为涡轮机的效率,Ws为涡管从工质流体中获得的轴功率,ΔE为单位质量流体通过叶片段的总能量增加量。
需要注意的是,以上仅为涡轮计算中的一些常用公式,实际应用中还需要考虑流体性质、叶片几何形状、流动方向和作用力等因素。
在实际应用中,还需要进行更为复杂的计算和考虑各种效应的影响,如湍流损失、离心力、冲击损失等。
因此,涡轮计算公式需要根据具体情况和需求进行适当调整和细化。
一、 涡轮增压与内燃机的匹配1、 充入气缸的空气流量 c h n zV q V a φτ260= ()s m /3(1) 式中:z —与一台压气机相连的气缸数;c φ—充气系数,四冲程柴油机(0.85~1)。
充入气缸的空气量必须是内燃机在发出指定功率时,燃料完全燃烧所需空气量。
因此,可根据燃油消耗量mf q 计算充气流量ma q 。
()()[]h kw g H be h kg P b q e e e mf ⋅⨯==ημ6106.3,/100010003600360000⨯==L P b L q q a e e a mf ma φφ ()s kg / (2) 310360030⨯==τφρc h a e e Va ma a n zV L P b q q ()3/m kg (3) 将功率)(30103kw n zV p Pe h me τ⨯=代入(3)式则 ()30/3600m kg L b p c a e me a ⨯=φφρ (4) ()a aa a Mp RT p 610ρ=()a c a a e me a Mp RT L b p p 801036⨯⨯=φφ (5)以上公式使内燃机性能指标与空气流量及其压力与温度等联系起来。
但ma q 、a p 还不能作为压气机气动计算的依据。
还要考虑扫气。
总供气量)/(103650s kg b P L q q ee a s ma s mc ⨯==φϕϕ (6) 总供气量()s m n zV q q c hs Va s Vc /303τφϕϕ== (7) ma msma s q q q +=ϕ对四冲程柴油机1.1~1.4由于进气管道与中冷器阻力的影响,压气机所提供的空气压力c p 应高于气缸内的空气压力a p 。
)(a mc en a c Mp p p p p ++=管道阻力损失p en 小于或等于a p 210471.1⨯;中冷器的阻力p mc 小于或等于a p 310433.3⨯。
涡轮增压的工作原理涡轮增压是一种通过压缩空气来增加内燃机输出功率的技术,它利用废气的动能驱动涡轮,进而压缩进气,提高燃烧效率。
在汽车和摩托车等内燃机动力系统中广泛应用,下面我们来详细了解一下涡轮增压的工作原理。
首先,涡轮增压器由涡轮和压气机两部分组成。
涡轮部分由涡轮轮毂和涡轮壳体组成,压气机部分由压气机轮毂和压气机壳体组成。
当发动机工作时,排气门打开,高温高压的废气通过排气歧管进入涡轮增压器,推动涡轮轮毂旋转。
涡轮轮毂与压气机轮毂通过同一轴连在一起,涡轮轮毂的转动带动压气机轮毂旋转,压缩进气并送入发动机燃烧室,从而增加了进气量,提高了发动机的输出功率。
其次,涡轮增压器的工作原理可以用简单的公式来描述,功率=扭矩×转速。
在内燃机工作过程中,发动机的扭矩与转速成正比,而涡轮增压器通过增加进气量,提高了发动机的进气密度,使得每次燃烧的燃料量增加,从而提高了发动机的输出功率。
涡轮增压器的工作原理可以说是通过“压缩空气,增加燃料燃烧效率,提高发动机输出功率”。
最后,涡轮增压器的工作原理还与发动机的排气系统有关。
排气系统的设计对涡轮增压器的工作效率有着重要影响。
合理的排气系统设计可以减小排气的阻力,提高废气的排出效率,从而为涡轮增压器提供更多的高温高压废气,使其工作更加高效。
同时,涡轮增压器的润滑系统也需要得到重视,保证涡轮轴承和涡轮叶轮的正常运转,延长涡轮增压器的使用寿命。
总的来说,涡轮增压器通过压缩空气,提高了内燃机的进气密度,增加了燃料的燃烧效率,从而提高了发动机的输出功率。
它是一种高效、节能的动力增压技术,对于提高发动机的动力性能和燃油经济性有着重要的作用。
通过深入了解涡轮增压器的工作原理,我们可以更好地理解和应用这一技术,为汽车和摩托车等内燃机动力系统的性能提升提供更多的可能性。
森拓增压器出力计算方法
森拓气液增压器有两种型号,一种是STB-A直压式气液增压器,另一种是STB-B预压式气液增压器。
如果客户选择搭配上油缸使用,那么就是一台气液增压缸了。
气液增压器在实际的应用当中是为了给局部的系统提供一个高压,然而这个压力比正常的油压高出2-7倍。
和高压油泵相比不仅能耗低而且设备简单易维护!那么,森拓增压器出力大小计算方法是怎样的呢?
如上图所示,两个载面积不同的活塞(A1·A2),用气源压力P1推动活塞A1,这时候活塞A2推动液压油,产生P2的压力,通过压力开关控制压力输出大小使活塞A3动作。
如上图所示,为直压式和预压式气液增压器。
计算压力大小的公式:P2(输出力)=(A1/A2)xP1油缸出力F(最大出力)=P2xA3
需要注意的是:增压器要搭配油缸才可以工作,一般压力建议在2到7千克/平方米,油缸的出力会随着A1和A2的比值增大而变化。