Τί χάνουμε με την αύξηση της θερμοκρασίας αέρα εισαγωγής

Είδαμε οτι οι χάρτες του compressor δίνουν τα efficiency rates για διάφορες περιοχές λειτουργίας.
Τι όμως σημαίνει στην πράξη το efficiency rate και τι αποτέλεσμα έχει στην αύξηση της ιπποδύναμης που
περιμένουμε ως συνέπεια της αύξησης της πίεσης εισαγωγής ?

http://www.gtc.gr/Tech/images/F-factor.gif

Ο τύπος που δίνει την αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα στην εξαγωγή του compressor ειναι ο εξής:


To = F * ( At + 273) * 100 / E

Όπου F σταθερά σε συνάρτηση με το Pressure
ratio απο τον διπλανό πίνακα , At η θερμοκρασία
περιβάλλοντος σε Co, E το compressor
efficiency

Στο παράδειγμά μας λοιπόν για την Κ03 στις 4000
στροφές (έστω ότι την δουλεύαμε εκεί) έχουμε :

Για PR=2.1 το F είναι 0,234, Αt έστω 20 Co και Ε
= 51%

Άρα Το = 134,5 Co αύξηση θερμοκρασίας
εάν το Ε ήταν 70%, τότε θα είχαμε αύξηση
θερμοκρασίας κατά 98 Co. Δηλαδή 36,5 βαθμούς λιγότερο !

Για να έχουμε την πραγματική θερμοκρασία αέρα στην εξαγωγή του compressor προσθέτουμε την αύξηση της
θερμοκρασίας στην θερμοκρασία περιβάλλοντος. Έτσι έχουμε 134,5 + 20 = 154,5 C.
Βλέπουμε ότι με πίεση 1 BAR (διπλασιασμό δηλαδή του όγκου του αέρα που εισέρχεται στην μονάδα του χρόνου)
έχουμε θερμοκρασία αέρα 154,5 C.
Λογικά ο διπλασιασμός αυτός θα οδηγούσε σε αντίστοιχη αύξηση της ιπποδύναμης, αλλά υπάρχει και ο παράγων
πυκνότητα του αέρα, ο οποίος με την ανοδο της θερμοκρασίας μειώνεται,,,,,
Ας δούμε λοιπόν τι σημαίνει αυτό το ποσοστό μείωσης της πυκνότητας:

D = (At + 273) * PR / (To + 273)

Όπου D το ποσοστό μείωσης της πυκνότητας, At η θερμοκρασία περιβάλλοντος σε Co, PR pressure ratio.

Πίσω στο παράδειγμα, έχουμε At=20 Co , PR=2,1 οπότε D = 1,44

Δηλαδή ενώ διπλασιάσαμε τον όγκο του αέρα που μπαίνει στον κινητήρα μας, η αύξηση του σε μάζα ειναι μόνο
44%. Άρα σε ένα ατμοσφαιρικό κινητήρα αυτό θα οδηγούσε σε προσδοκώμενη αύξηση ισχύος κατά 44% με την
προϋπόθεση ότι μπορούσε να το αντέξει και ότι υπήρχε το κατάλληλο καύσιμο και ρυθμίσεις.