LLK: Variazione permeabilità al vapore acqueo.

Ciao,

Per evitare di sovraccaricare completamente il thread dedicato agli enigmi sui LLK, ecco un nuovo argomento (e un po' diverso).

Sto cercando di capire l'impatto di un LLK (Large Language Model) anche in termini numerici, soprattutto in relazione a un nuovo o ampliato articolo specialistico.

Il punto di partenza è che il compressore, come prima fase dell'aumento della densità, riscalda l'aria aspirata di circa 75°C per ogni bar di aumento di pressione, e sono riuscito a calcolarlo utilizzando alcune formule e parametri dell'aria stessa (spero che sia corretto fin qui).

Il liquido di raffreddamento raffredda l'aria riscaldata, riportandola parzialmente alla temperatura ambiente, aumentando così ulteriormente la densità dell'aria; tuttavia, finora non ho trovato informazioni quantitative sull'effetto di questo processo.

Ecco perché pongo questa domanda:
Se ad esempio, l'aria a una temperatura esterna di 0°C e una pressione di sovralimentazione di 1 bar, con una temperatura teorica di 75,3°C e una densità doppia di 2,58 kg/m³, fluisce attraverso il sistema di raffreddamento a liquido, e questo sistema la raffredda:
Di quanto aumenta ulteriormente la densità dell'aria per ogni K (o per ogni 10 K) ?

Potrebbe essere che io non stia capendo qualcosa, ma a questo punto mi blocco sempre. . .

ATTENZIONE Ulf.

Devi indicare precisamente a QUANTO pressione (in bar) si verifica la sovralimentazione.

I vecchi motori TD avevano una pressione di sovralimentazione regolata sul turbocompressore, quindi era necessario aumentare il numero di giri del motore. Infatti, senza aumentare i giri, la pressione (sul motore) risultava inferiore a quella che si aveva prima dell'installazione del sistema di raffreddamento dell'aria di aspirazione.

I nostri sensori TDI misurano la pressione all'ingresso, indipendentemente da come questa sia influenzata (ad esempio, dall'aumento di temperatura che causa l'espansione o dalla diminuzione di temperatura causata dal liquido di raffreddamento che provoca la contrazione e quindi una perdita di pressione). Il sistema di regolazione non tiene conto di questi fattori.

Se il tuo intercooler improvvisamente diventasse "più efficiente", la turbina dovrebbe immediatamente aspirare molta più aria (e quindi girare più velocemente). Questo perché, se l'aria dietro l'intercooler si fa più densa, la sua pressione diminuisce (poiché il volume dello spazio, ovvero dei tubi, rimane lo stesso).

È stato comprensibile? (Scusa, non riesco ad esprimermi meglio in questo momento, forse stasera avrò più tempo per approfondire).

- Non riesco a immaginare i 75 K/bar (un po' troppo).

- nella fattura manca la contabilizzazione della dissipazione di calore prodotta dalla turbina (che fa espandere l'aria). Questo genera un aumento di pressione senza un aumento di massa.

m;

Ciao Ulf,

In una prima approssimazione, puoi considerare l'aria come un gas ideale. La densità dell'aria è proporzionale alla temperatura assoluta a -273,15 gradi Celsius. Questo significa che, raffreddando l'aria da 75 a 0 gradi Celsius, si ottiene un aumento di densità di circa 75/273 = 0,274.

Cordiali saluti.
Christian.

dieselmartin ha scritto:

Devi dire esattamente DOVE hai la pressione di sovralimentazione di 1 bar... . . . I nostri TDI misurano la pressione all'ingresso, come avviene precedentemente (riscaldamento-> espansione / raffreddamento tramite liquido di raffreddamento -> contrazione/tenuta/perdita di pressione !!), e questo è irrilevante per la regolazione.

Sì, intendevo come nel caso dei motori TDI.

Citazione:

Se il tuo intercooler improvvisamente diventasse "migliore", il tuo turbocompressore dovrebbe immediatamente aspirare MOLTA più aria (cioè, dovrebbe girare più velocemente). Infatti, se l'aria dietro l'intercooler si fa più densa, la sua pressione diminuisce (perché il volume == dei tubi, ecc., rimane lo stesso). È stato comprensibile? (Mi dispiace di non riuscire a esprimerlo meglio - forse stasera proverò a fare qualche calcolo).

Va bene, ho già scritto la stessa cosa quando ho spiegato "LLK".

Citazione:

- Non riesco a immaginare i 75 K / bar (un po' troppo). - nella fattura manca la quantità di calore rilasciata dal turbina (il che fa sì che l'aria si espanda. Questo provoca un aumento di pressione senza un aumento di massa.

Quindi, i 75 K/bar, espressi come valore teorico, derivano dall'equazione ipotetica "lavoro di compressione = energia di riscaldamento".

Scomposto:

Variazione di volume * aumento di pressione = massa * capacità termica specifica * aumento di temperatura.

Il volume viene sostituito dalla massa/densità, il che risulta in:

Aumento di pressione * massa / densità = massa * capacità termica specifica * aumento di temperatura.

La massa si semplifica.
Aumento di pressione / Densità = capacità termica specifica * aumento di temperatura.

Tradotto: Aumento di temperatura = Aumento di pressione / (Densità * capacità termica specifica)

Inserendo i valori per l'aria (1,29 kg/m³ e 1,01 kJ/(kg*K)), si ottengono i suddetti 75,3 K/bar.


Secondo me, l'ordine di grandezza dovrebbe essere corretto, perché...

In un grafico relativo al sistema di iniezione diretta di carburante (TDI) con turbocompressore (AFD), la temperatura dell'aria di aspirazione aumenta prima del sistema di raffreddamento dell'aria di aspirazione (LLK) in proporzione alla pressione di sovralimentazione, partendo da 50°C (al minimo) fino a circa 127°C a 1900 giri/min (oltre tale regime, rimane costante).
Quindi, qui la temperatura è di circa 77°C/bar, probabilmente comprensiva del riscaldamento dovuto al compressore.

2. Ricordo ancora l'ascesa adriabatica dell'aria nell'atmosfera (nel caso della termica).
Per ogni 100 metri di altezza, la temperatura dell'aria diminuisce di circa 1°C (regola empirica).
L'altitudine barometrica, misurata a livello del mare, è di 8 metri per millibar (regola empirica).

Combinando entrambe le regole empiriche, si possono ottenere valori di circa 80 K/bar "nel laboratorio della natura".

chris11 ha scritto:

In una prima approssimazione, puoi considerare l'aria come un gas ideale. La densità dell'aria è proporzionale alla temperatura assoluta a -273,15 gradi Celsius. Questo ti permette di ottenere un aumento di densità durante il raffreddamento da 75 a 0 gradi, pari a circa 75/273 = 0,274.

Aha

In questo caso, si può stabilire una regola generale:

Un sistema di raffreddamento dell'aria di aspirazione che riduce la temperatura di 75 K compensa una pressione di sovralimentazione di 0,27 bar, oppure, in termini più comprensibili:
Una riduzione della temperatura di 10K equivale a una diminuzione di 37 mbar della pressione di sovralimentazione...??

Ciao,

Quindi, con i dati disponibili, è possibile calcolare solo una stima molto approssimativa. In generale, stiamo parlando di flussi, quindi non di volumi, ma di volumi di flusso, ecc.

Per un calcolo preciso, sono necessari molti più dati. Anche solo per effettuare un calcolo con un processo idealizzato. Per un processo reale, ne servono ancora molti altri, come ad esempio la pressione e le perdite di calore nelle tubazioni, ecc.

Fatti concreti su cui si può fare affidamento.

Considerando che la temperatura dell'aria di aspirazione dopo il turbocompressore non è determinata solo dalla compressione all'interno del turbocompressore, ma anche dal calore generato dal turbocompressore stesso a causa dei gas di scarico, è necessario disporre di un valore fisso e misurato. Altrimenti, si rischia di rimanere in un ciclo ripetitivo. Inoltre, è importante tenere conto della pressione del sistema EGR.

Ecco un esempio di calcolo, assumendo condizioni ideali: si misura la temperatura dell'aria dopo il compressore.
Per determinare la pressione, si possono calcolare la densità e la velocità dell'aria nel sistema (assumendo l'aria come un gas ideale, il che è solo un'approssimazione).

A quel punto, è possibile calcolare anche il flusso d'aria (o il flusso volumetrico) nel sistema.

Per calcolare il flusso di massa dell'aria esterna e, di conseguenza, il flusso di energia, è necessario conoscere la temperatura esterna e la velocità del veicolo.

Successivamente, attraverso un confronto energetico, si possono determinare la temperatura, la pressione e altri parametri presenti nel sistema.

Ecco come dovrebbe funzionare, anche se purtroppo non ho un libro a portata di mano per verificarlo. Naturalmente, è necessario estrarre dei valori da alcune tabelle e grafici, soprattutto se non si considera l'aria come un gas ideale e si tiene conto dell'umidità.
Probabilmente sono necessari anche alcuni passaggi intermedi.
A seconda di quanto precisamente si desiderino ottenere dei valori.
Con questo si otterrebbe un valore statico. Inserendo funzioni al posto dei valori fissi, si ottengono risultati utili.
Oppure ci si accontenta dei punti salienti di un processo idealizzato.

Credo che il motore TDI a cui si riferisce sia un modello in cui la portata d'aria in aspirazione non è regolabile.
Considerando che, in un'auto, la capacità di raffreddamento del liquido di raffreddamento aumenta logicamente con la velocità, sarei cauto nel fare un confronto diretto.

Saluti.

Con una temperatura ambiente di 0°C, non si riuscirà a portare la temperatura del liquido refrigerante al di sotto di circa 20°C, poiché è sempre necessario un gradiente di temperatura per lo scambio termico. Data l'elevata portata volumetrica e la superficie di scambio relativamente piccola, questo dovrebbe essere più o meno corretto. Inoltre, con l'aria a bassa pressione, questo è un errore trascurabile se si utilizza la legge dei gas ideali!
Cordiali saluti, Schnappi.

Roadagain ha scritto:

Ciao, Con i dati attualmente disponibili, è possibile calcolare solo una stima molto approssimativa. . . . Per un calcolo preciso, sono necessari molti più dati. Anche solo per calcolare un processo idealizzato. Per un processo reale, ne servono ancora molti di più, come ad esempio la pressione e le perdite di calore nelle tubazioni, ecc.

Ciao,

Capisco che, in processi così relativamente complessi, si ottengono risultati veramente precisi solo quando si prendono in considerazione "migliaia di parametri".

D'altra parte, l'IMO può spesso formulare regole pratiche utili anche in situazioni complesse, includendo solo i fattori di influenza più importanti (e riducendo così lo sforzo di calcolo a una frazione ).

Durante il riscaldamento dell'aria tra il compressore e il sistema di raffreddamento intermedio, il trasferimento di calore attraverso il compressore gioca probabilmente un ruolo minore, quindi, a mio parere, la regola empirica di "75K per bar" è sufficiente per il livello di discussione attuale.

Vorrei avere una regola pratica comparabile per la variazione di densità dell'aria dovuta al raffreddamento a pressione costante.
(Sono consapevole del fatto che un sistema di condizionamento reale non può mai raffreddare l'aria fino al livello della temperatura dell'aria esterna.)

Se potessi confermare (o correggere) la regola empirica secondo cui "10 gradi Kelvin di raffreddamento corrispondono a circa 37 mbar di pressione di sovralimentazione" in termini di densità dell'aria, sarebbe utile.

Allora mi chiedo, perché si dovrebbe fare tutto questo sforzo per raffreddare le celle a liquido?

Ad esempio, se si parte da una pressione di sovralimentazione di 1 bar (che corrisponde a un riscaldamento di 75K) e si prevede una diminuzione della temperatura di 50K, si potrebbe ottenere lo stesso effetto sulla densità dell'aria aumentando la pressione di sovralimentazione di 0,18 bar - al netto della perdita di pressione causata dal proprio intercooler (esistono valori di riferimento o regole empiriche a riguardo?).

Citazione:

Riguardo al motore TDI industriale, credo che si tratti di un motore con un sistema di controllo dell'aria di aspirazione fisso, quindi in cui la portata d'aria non è variabile. Considerando che, nel sistema di raffreddamento di un'auto, la capacità di raffreddamento aumenta logicamente con la velocità, sarei cauto nel fare un confronto diretto.

Probabilmente no, le descrizioni relative alla posizione dei singoli componenti nel vano motore suggeriscono piuttosto un montaggio nel veicolo.
Il diagramma di temperatura del liquido di raffreddamento non fornisce alcuna indicazione sulla velocità del veicolo.

Allora mi chiedo, perché si rende necessario tutto questo sforzo per il sistema di raffreddamento a liquido (LL):

Ad esempio, se si parte da una pressione di sovralimentazione di 1 bar (che corrisponde a un riscaldamento di 75K) e si prevede una riduzione della temperatura di 50K, si potrebbe ottenere lo stesso effetto sulla densità dell'aria aumentando la pressione di sovralimentazione di 0,18 bar - al netto della perdita di pressione causata dal proprio intercooler (esistono valori di riferimento o regole empiriche a riguardo?).



Ciao Ulf,

Forse il significato delle tecnologie di controllo motore (LLK) risiede anche nella temperatura di compressione all'interno dei cilindri. Se l'aria in ingresso è 50K più calda, quanto più calda sarà l'aria al momento della massima compressione?
Potrebbe quindi verificarsi un impatto negativo sui processi del circuito, sull'efficienza e sulle emissioni.

Saluti.

Eike.

Ciao,

Prima di poter parlare in dettaglio della regola generale, devo ancora procurarmi un libro.
Questa settimana andrò comunque in libreria. Allora, vedrò cosa c'è.

E il principio è che, con l'aumento della temperatura, la tenuta stagna diminuisce. Di conseguenza, entra meno aria nei cilindri. Pertanto, si può bruciare meno carburante. Di conseguenza, si può liberare meno energia mantenendo lo stesso valore di lambda desiderato. Quindi, l'efficienza del motore diminuisce.
Raffreddando l'aria, si aumenta la quantità di aria (in particolare di ossigeno), si può bruciare più carburante e si libera più energia per ogni accensione... il risultato è maggiore potenza, maggiore coppia e una migliore efficienza.

Saluti.

Roadagain ha scritto:

E il senso è che la tenuta stagna diminuisce con il riscaldamento. Quindi, entra meno aria nei cilindri.

È già chiaro.
La domanda era, infatti, perché si installa un liquido di raffreddamento come componente aggiuntiva per aumentare la densità, invece di regolare la pressione di sovralimentazione con l' hardware già presente in modo (molto) più elevato, in modo che l'aria entri nelle camere di combustione con la densità desiderata anche senza raffreddamento.

Secondo me, Eike ha sollevato un aspetto interessante, ma purtroppo non ho nulla da aggiungere a riguardo.

La domanda era, infatti, perché si utilizza un liquido di raffreddamento a bassa viscosità come componente aggiuntiva per aumentare la densità, invece di regolare la pressione di sovralimentazione con l' hardware già presente in modo (molto) più elevato, in modo che l'aria entri nelle camere di combustione con la densità desiderata anche senza raffreddamento.



Ehm... Errore nel modulo 'ULF' - Nessuna caffetteria trovata.


pressione di accensione
- carico termico
- potenza di trasmissione compressa.
- efficienza termica
- ...

Ciao Gremlin.

Gremlin ha scritto:

ulf ha scritto: La domanda era, infatti, perché si utilizza un liquido di raffreddamento a bassa viscosità come componente aggiuntiva per aumentare la densità, invece di regolare la pressione di sovralimentazione con l'hardware già presente per ottenere una pressione (molto) più alta, in modo che l'aria entri nelle camere di combustione con la densità desiderata anche senza raffreddamento. - pressione di accensione. - carico termico - potenza di trasmissione compressa. - efficienza termica - ...

Ah, quindi probabilmente ci sono ragioni tecniche legate al motore.
Anche se non riesco a sviluppare completamente il concetto a partire dalle parole chiave (e forse nemmeno a comprenderlo senza ulteriori spiegazioni), la mia domanda è stata risolta - grazie!

eike ha scritto:

Potrebbe quindi verificarsi un impatto negativo sui processi del circuito, sull'efficienza e sulle emissioni. Saluti. Eike

Sì, il lavoro di compressione aumenta all'aumentare della temperatura di ingresso. Ad esempio, il processo di Carnot (idealizzato) funziona con una compressione isoterma.

Più l'aria è calda, minore è la sua densità, quindi c'è meno ossigeno, e di conseguenza, l'efficienza diminuisce.

Come ho già detto, più alta è la temperatura dell'aria, meno aria pulita si può immettere, perché a temperature più elevate la pressione è già più alta.

Saluti.

dieselmartin ha scritto:

I vecchi modelli TD avevano una pressione di sovralimentazione regolata sul turbocompressore, quindi era necessario aumentare il NUMERO DI GIRI, soprattutto se si era installato un intercooler. Altrimenti, senza aumentare il numero di giri, si otteneva (una pressione) inferiore alla testata rispetto a prima dell'installazione dell'intercooler!!

Ciao Martin,

Contrariamente a quanto pensavo finora, il mio intercooler ha anche alette di raffreddamento interne (che si possono vedere una volta rimosso il tubo), le quali, sebbene possano dissipare una quantità relativamente elevata di calore dall'aria di aspirazione, creano anche una turbolenza significativa, aumentando così la resistenza al flusso -> perdita di pressione dovuta all'intercooler.

Lo sai tu, o qualcun altro, quanta pressione consuma normalmente un LLK di dimensioni standard a Pmax?