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发电机排烟背压计算A.排烟管背压值计算公式：P=(L*R*Q*Q)/(5184*D*D*D*D*D)P=所产生的背压值(psi)L=排烟管的等效长度(feet) = 直管长度+弯管等效长度90°弯管L(feet)=33 ×D/12(inches) (弯管半径=管径)90°弯管L(feet)=20 ×D/12(inches) (弯管半径≧1.5倍管径)45°弯管L(feet)=15 ×D/12(inches)R=39.6／(排氣溫度(Exhaust temp.)+4600)(0F)Q=引擎排气量(Exhaust gas flow)(CFM)D=排烟管径(Inches)B．现场发电机组装设资料:1、发电机组引擎厂牌型号：1250REOZM2、排气量(Exhaust Gas Flow)：=9392 CFM3、发电机引擎所能承受之最大排气背压=1.7in Hg4、引擎排气温度华氏：526度5、烟管直径：14inch6、排气管直管长度：55 英尺（feet）7、排气管90度弯头：2个8、排气管45度弯头：0个9、换算后烟管总长度：132 英尺（feet）10、消音器所产生的压力值：0.8 in Hg11、排烟净化器产生的压力值：0.45 in HgC．代入排烟管背压值计算公式：假设采用14 Inches 之排烟管1 支排烟管等长度= 132 feetR = 0.0402P =0.16773 Psi =0.34267in Hg=1.59267 in Hg <引擎最大背压1.7in Hg ----------OK 经计算可知采用：14 inch排烟管一只。
汽车消声器内部结构对排气背压和油耗的影响汽车消声器作为一种重要的发动机附件，主要的作用是消除发动机的尾气噪声和降低排气温度，同时也可以减小汽车尾气的排放。
消声器的内部结构对汽车排气背压和油耗有着非常重要的影响。
首先，消声器的内部结构对汽车排气背压有着直接的影响。
消声器内部结构的设计是否合理，主要影响消声器的阻力大小，阻力的大小又决定了排气背压的大小。
如果消声器内部结构设计不合理，阻力过大，会造成排气背压增大，导致发动机出现失真等问题，降低汽车的动力性能。
因此，汽车制造商需要根据发动机的功率和排放标准来设计消声器的内部结构，以尽量减小消声器的内部阻力，减小汽车的排气背压，保障汽车的性能和经济性。
其次，消声器的内部结构对汽车油耗也有着重要的影响。
消声器的内部结构设计不合理，会对汽车发动机的压缩比等参数产生影响，从而导致油耗增加。
一些消声器的内部设计，如材料的选择、内部结构的形状和尺寸、孔数等部分，原则上应该根据发动机的喷油量和燃烧速度等参数来匹配，以减小油耗。
一些高端的汽车消声器的内部结构设计非常复杂，通过流体动力学的分析和设计能够实现消声的同时降低排气的背压，提高汽车的油耗经济性。
此外，在市场和消费者对汽车噪音和震动愈发敏感的今天，汽车消声器的技术发展日益成熟，其内部结构在不断的改进中，以满足人们对汽车噪音消除的不断提升的需求。
然而，消声器的改进除了需要考虑消声和降低排气背压、提高经济性外，还必须考虑汽车安全性，避免因消声器过分减小排气背压导致发动机过热，并有可能导致汽车引擎爆裂的危险。
因此，汽车制造商需要进行全面的测试，确保消声器的内部结构设计与汽车燃烧系统相匹配，减小排气背压和油耗的同时，保障汽车的安全性。
总之，汽车消声器的内部结构对汽车排气背压和油耗有着直接的影响。
消声器的内部设计需要优化，以减小内部阻力，达到合理的消声效果，同时减小排气背压，提高汽车的动力性能和燃油经济性。
随着汽车制造技术的不断发展，消声器的设计也将不断改进，以适应不同类型汽车的需求，减小相应的排气背压和油耗，提高汽车的性能和安全性。
25 000 t多用途集装箱船主机排气背压高故障分析周志贤（泰州口岸船舶有限公司，江苏泰州 225321）摘 要：船舶主机排气系统由排气管、弯头、膨胀节、锅炉、消音器和异径接头等多种元件组成，复杂的管路布置无疑会增加系统的排气阻力。
排气背压过高会导致主机燃烧效率降低、经济性变差。
文章具体分析了25 000 t多用途集装箱船的主机排气系统，通过修改排气管径、消音器、管子弯头等措施降低背压，使其在实际测量中也取得了理想的效果。
关键词：船舶主机；排气管；排气背压中图分类号：U664.86 文献标志码：A DOI：10.14141/j.31-1981.2019.06.011 Analysis of Main Engine’s Exhaust Back-pressure for 25 000 t Multi-purpose Container VesselZHOU Zhixian(Taizhou Kou’an Shipbuilding Co., Ltd., Jiangsu Taizhou 225321, China)Abstract:Marine main engine exhaust system consists of exhaust pipes, elbows, expansion joints, boiler, silencer and reducing joint and other components. The complex layout of piping increase the resistance of exhaust system. High exhaust back pressure lead to main engine poor combustion and economic un-efficiency. The main engine exhaust system of the 25 000 t multi-purpose container vessel is analyzed, and the back pressure is reduced by modifying the exhaust pipe diameter, elbow, silencer etc. The actual back pressure measured is perfect after modification.Key word: marine main engine; exhaust gas pipe; exhaust back pressure0 引言船舶主机的排气管通常较长，需要延伸到烟囱的顶部，且中间有管子弯头、组合锅炉、消音器、异径接头等气阻元件。
、设计计算：1．排风口面积A排(m2)A排= k·S水箱(m2)式中S水箱为水箱净面积，k为风阻系数，k值见表12．进风口面积粗计算A进≈1.2·A排(m2)3．进风量计算Q进 = A进·V风·k-1(m3/s)式中Q进为进风量A进为粗算的进风口面积(m2)V风为风速(m3/s)，一般取3级风的风速平均值4.4(m/s) 进行计算风速表见表2（最强风速不应超过8m/s）4．进、排风降噪箱风道长L风L风 = C式中C为常数，其值与降噪效果有关，C值见表35．排气背压的计算1）排气系统背压P（kPa）在进行排气系统计算时，可先作这样的设定:机组标准配置的波纹避震节、工业型消声器等同于同管径的直管，弯头折算成直管当量长度，把以上三项和连接直管的长度相加后用排气管背压的计算公式计算背压，可使整个计算简化，并不失计算精度，消声器背压的计算特指住宅型消声器的计算。
P =（P排 + P消）≤〔P〕P排为排气管的背压（kPa）P消为消声器的背压（kPa）[P]为系统许用背压值（kPa）表1：风阻系数附加物K无降噪箱 1防鼠网 1.05~1.1百叶窗 1.2~1.5降噪箱 3降噪箱+防鼠网 3.05~3.1降噪箱+百叶窗 3.2~3.5表3：C值dB(A) C(mm)70 160065 180060 2000表2：风速表风级名称风速（m/s）0 无风0~0.21 软风0.3~1.52 轻风 1.6~3.33 微风 3.4~5.44 和风 5.5~7.95 清劲风8.0~10.76 强风10.8~13.87 疾风13.9~17.18 大风17.2~20.79 烈风20.8~24.410 狂风24.5~28.411 暴风28.5~32.612 飓风32.7~36.9表4：直管当量长度表管径（英寸）45度弯头（m/每个弯头）90度弯头（m/每个弯头）3.5 0.57 1.334 0.65 1.525 0.81 1.906 0.98 2.287 1.22 2.708 1.39 3.0410 1.74 3.812 2.09 4.5614 2.44 5.322）P排=6.32 L×Q2× 1D5 T+273式中：L为直管当量总长度（m）见表4Q为排气流量（m3/s）D为排气管直径（m）T 为排气温度（℃）3）消声器背压P消的计算先计算消声器的管流速V管V管= Q（m3/s）(m/s)A管（m2）式中A管为消声器排烟口的截面积，用计算出的管流速值从图1（流速/阻力曲图）查出消声器的阻力值F阻，则排气背压P消= F阻（毫米水柱）×673(毫米水柱)T+273图1. 流速/阻力曲线图注：1毫米水柱=0.0098kPa五、计算示例：机组KV275E、发动机TAD740GE：住宅型消声器6″（排烟口截面积为0.0214m2，排气量41.8m3/min=0.697m3/s ，见VOLVO销售手册)计算消声器的管流速：V消= Q（ m3/s）= 0.697 =32.55(m/s)A 消（m2）0.0214查图1：流速/阻力曲线图，得消声器的阻力值F阻=90（毫米水柱）计算消声器的背压：P消= F阻（毫米水柱）×673×9.8×10-3 T=540℃(见VOLVO销售手册)T＋273= 90×673×9.8×10-3 =1.055(kPa)540＋273计算排气管的背压：假如在住宅型消声器前面有一工业型消声器，一波纹管避震节，2个90°弯头，总长度3米，管径φ108，其背压为P排1，则当量长度L1=3+2×1.52=6米（见表4）P排1= 6.32×L1（米）×Q2（ m3/s）× 1 ×10-3D15（米）T+273= 6.32×6×0.6972× 1 ×10-3 =1.54(kPa)0.1085 540+273再假如在住宅型消声器后面有排气管30米，弯头5个，管径φ165，则当量长度L2=30+5+2 .28=41.4(米)P排2= 6.32×L2（米）×Q2（ m3/s）× 1 ×10-3D25（米）T+273= 6.32×41.4×0.6972× 1 ×10-3 =1.28(kPa)0.1655 540+273排气管的总背压：P排=P排1+P排2=1.54+1.28=2.82(kPa)排气系统的背压：P=P排+P消=2.82+1.055=3.875(kPa)系统的许用背压值[P]=10(kPa)最后得出：P=3.875≤[P]=10(kPa)。
燃料电池内部水含量会影响电堆排气背压的原理
燃料电池是通过氢气和氧气的化学反应产生电能的装置，其中的关键步骤是氢气和氧气在电化学反应堆内部的电极上进行反应。
在这个过程中，需要通过电解质膜来传递氢离子，形成电流。
燃料电池内部的水含量会影响电堆排气背压，其原理主要体现在两个方面：
1. 湿度调控：燃料电池需要在一定的湿度条件下才能正常工作。
如果电堆内部水含量过高，会导致氢气和氧气的扩散速率减慢，降低反应速度，甚至导致电堆失效。
而如果电堆内部水含量过低，则会导致电解质膜的干化和堆内温度升高，也会损害燃料电池的正常工作。
2. 排气背压：燃料电池在工作过程中会产生水蒸气，而水蒸气的排出需要克服一定的排气背压。
电堆内部水含量的增加会导致水蒸气的产量增加，从而增加了排气背压。
当排气背压增大到一定程度时，会阻碍水蒸气的排出，导致电堆内压力上升，甚至出现背压过高的故障。
因此，为了保证燃料电池的正常工作，需要控制电堆内部水含量在合适的范围内。
一般来说，通过水管理系统对燃料电池进行湿度调控，以保持合适的水含量，从而维持电堆排气背压在正常范围内。
汽车排气管背压概念按照汽车引擎的四个往复动作一吸气、压缩、爆炸、排气来看，如果排气管无法迅速排光燃烧後的废气，则接下来的进气行程必定也没办法快速、完全地吸入新鲜空气；尤其此刻残留在燃烧室内的废排气，还会影响到下一次的燃烧效益，这样一来，马力表现自然不会理想，这便是为何要改装排气管的目的。
排氧性能关键在於速度回压虽然四行程引击原本就是可完全燃烧的设计，但由於汽车的缸数多、各缸没有独排气管，同时还有噪音、空间、整体配置与量产成本等的考量，相形排气管只是单纯的消音及冷却排废气之用，於是就会有不够顺畅的问题产生，进而降低引擎的应有性能。
所以与其形容改装排气管是在於增加马力，倒不如说是为了找回马力、发挥原本轮出较为适当。
排气管的通畅程度，也即是大家所熟知的「回压」一词一或可称背压、反压一简言之它就是排气管内部的阻力，此和邑蕉头设计、中段管径粗细、髑媒、总体长度＼弯角、消音筒大小都有关联，同时直接反映在排氯效能上。
改装排气管的主要用意便是在於减低回压让吸排气的交琶更畅快，而这亦属於变相的延长气门重叠时间来增进肺活量，因此可以改变引擎的特性，从而提升高转域的反应和威力。
不过，减低回压这回事并不是说越低越好，因为假使排气过份无阻碍的话，中低转时混合气根本未燃烧完便被排出，扭力势必会桉牺牲掉，甚至当回油时管内墼力变低，还有废气逆流回燃烧室的可能，所以一定的背压仍然是需要的。
管径扩大率以10—15%为恰当一股来说，排氯管的改装大多是从中、尾段做起，常见的方法不外乎是加粗管径、缩小消音器等，强调竞技类的裂晶更会—朝直线化努力。
提到直线型排气管的特点上（碍於底盘千扰，做到真正的笔直有困难），路径缩短且弯角平滑减少阻碍的关系，颢阳性一定很不错，不过大家要知道的是，相短的排气管乃诉求於高转马力（回压低），细长型擅长的是低转扭力（回墅高丫曹有这楼的差别，道理就是後者管内的压力高，中低转速废气会很迅速地排出，但高转时则会面临阻塞的弱点，而相形前qO便有中低转流速慢的问题，可是到了高转嗫排气即能通畅无比。
发动机的排气背压
排气背压：顾名思意就是排气管后的压力，排气背压对发动机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。
通常，背压增大将导致发动机燃料燃烧效率下降，经济性变差，同时动力性下降，排放也变差。
所以，现代的发动机采用多气门技术，多进气门可增加进气量，多排气门可增大排气流通面积，减小排气背压，使得排气阻力小，在自由排气阶段即可排除大部分废气，同时在强制排气阶段活塞上行排气消耗功也少，因此扭矩高，动力性提高，同时缸内残余废气少，下个循环的进气量会增加，对动力性、经济性和排放都有好处。
但在低转速功况，如果排气背压很低，由于排气门的提前开启，在活塞达到下止点前，仍具有一定压力的燃气就通过过于通畅的排气门排掉了，损失了一部分功，扭矩自然要弱了。
因此低转速时保持一定的排气背压可以提高低速时的扭矩。
因此，在实验室做做发动机性能试验和排放试验时，常需要考虑背压大小，并有个排气背压调节阀门来进行调节。
市场上有排气压力传感器，进行排气压力测量，性能参数如下：l 工作压力：37.8～368.5kPa ；安全压力：848kPa ；冲击压力：1.117MPa ；电源电压：5±0.5 VDC ；输出电压：0～4.795 VDC ；工作温度：-40～135℃；精度范围：±3% @ -40～135℃；安装位
置：排气管上，涡轮增压器前端。
排气背压测量点：离发动机排气管出口或涡轮增压器出口75mm处，在排气连接管里测量，测压头与管内壁平齐。
背压传感器的安装位置应在一直径不变的直管段，一般以前3D后4D的的原则;否则安装位置后马上进行变径处理的话，测量时有时会产生负压！
目前排气管匹配的过程主要以发动机给定的背压临界值及实际试验为主。
国内部分厂家已经能够模拟排气背压计算。
（作为感性认识，V6的发动机在全速全负荷的排气背压大约在43±3kpa最好。
这个范围的功率和油耗是最佳的！排气背压对发动机的动力性、经济性和排放性能都有重要影响。
）
发动机维修中，发动机排气背压过高的一般表现
1.发动机有油、有火，但是无法启动；
2.加速不良，没有高速；
3.加速时进气管“回火”，急加速熄火；
4.进气管向外冒白烟；
5.没有超速挡（排气背压过高会造成发动机加速不良，好像没有超速挡，所以有时会误认为是自动变速器的故障）；
6.用故障诊断仪检测电控系统，一般没有故障代码。
若读取数据流，往往有多项数据不正常。
有的汽车低速行驶时耸车，减速后再加速耸车更加明显，更换点火线圈高压线、火花塞、电控单元都不见好转，这就要考虑排气背压
是否过高了。
这种情况与加速不畅、车速提不起来、急加速时回火甚至熄火相比较，只是排气管堵塞的程度不同而已。
总之，若排气背压过高，会造成发动机启动困难、怠速不良、加速无力、转速不稳定、点火调节失控等故障现象。
排气背压过高导致发动机诸多故障的机理
1.由于发动机排气背压过高，汽缸内混合气燃烧后生成的废气难以排出，废气只能返流，导致真空管路堵塞，使热线/热膜式空气流量传感器、进气压力传感器、怠速空气阀以及节气门等被污染和运动件卡滞，并使怠速时节气门的开启角度过大，引起混合气过稀。
2.由于废气排放不充分，废气回流到进气歧管使进气管真空度降低，因而导致进气管“回火”。
这还会使燃油压力调节器里的真空度不正常，造成燃油压力过高。
3.进气管真空度降低造成新鲜混合气不能被顺利吸入，影响汽缸的充气量。
同时由于废气的稀释作用使混合气相对稀薄，造成发动机功率下降。
4.对于废气涡轮增压发动机，其工作原理是基于汽缸内的废气在排出前具有相当大的压力能，从排气门排出后再进入涡轮增压器，压力能转化为动能，驱动涡轮增压器高速旋转。
废气的流速越快，其驱动能力就越强。
如果废气在排气管内积聚，排气背压升高，汽缸内外的废气压力差减小，气流速度就会降低，涡轮增压能力必然下降。
5.排气背压过高基本上属于机械性故障，所以电控系统不记录故障代码。
引起排气背压过高的主要原因
1.三元催化转化器堵塞。
凡是行驶了12万km以上的汽车，其三元催化转化器都会有不同程度的堵塞。
引起三元催化转化器堵塞的原因是多方面的，其中一个重要原因是燃油和润滑油的质量不高。
发达国家的汽油不仅辛烷值高、抗爆性好，而且含硫和含磷量极低；因行车途中很少出现长时间堵车，对氧传感器和三元催化转化器造成的污染较低。
因此在发达国家很少听说汽车三元催化转化器堵塞的。
2.排气热空气门卡住。
3.排气管受撞击而凹瘪。
发动机排气背压检测方法
在检测排气背压之前，应当首先确认点火正时和配气相位正确、气门间隙正确、进气系统无泄漏和堵塞现象。
1.利用气压表检测：a.拆下氧传感器；b.在该处接上气压表，该表的度量范围为0~30kPa；c.启动发动机，并使发动机温度达到85℃以上；d.将发动机加速到2500r/min；e.读取气压表的读数，即为排气管的背压。
其值应在13.8kPa以下才正常，否则说明排气系统存在
堵塞。
2.利用废气分析仪检测：将废气分析仪的探头插入排气管口，读取废气中的HC值。
然后将发动机加速到2500r/min，再读取HC值，若HC值升高，则表示排气阻力过大。
3.检测进气歧管的真空度：在正常情况下，发动机怠速运转时，若拔下进气管上一根真空管，应该感觉吸力很大，若吸力很小，则排气系统可能有堵塞。
这是因为，若排气管时通时堵，则排气时的反压力增大，会使进气管的真空度降低。
为了准确测量，可以用真空表软管连接到进气歧管的检测口，启动发动机，待转速稳定后，观察真空表的读数，怠速时的真空度一般为57～71kPa。
然后缓慢加速，若转速达到2000~2500r/min时真空度数值很低甚至下降为零，说明排气系统有阻流现象。
可以拆下排气管再试，若真空度恢复正常，即可确定排气管堵塞。
