שאלה בנושא צריכת דלק סגולית.

[barrygur]

קודם כל אני חדש פה וסוף סוף מצאתי מקום שאולי בו יוכלו לעזור לי!

 

אני עושה עבודה על מנוע דיזל של מכונית ואני צריך למצוא את הצריכת דלק הסגולית שלו.

יש לי הרבה מאד נתונים על המנוע ועל תנאי הסביבה אני פשוט אומר לכם כל מה שאני יודע נראה אם מתוך כל הבלאגן הזה מישהו יוכל לעזור לי במשהו!

 

קודם כל רק שנדע שאנחנו מדברים על אותו דבר( צריכת דלק סגולית נמדדת בגרם של דלק ליחדת כוס סוס לשעה אחת

[gr/hp-hour]) זה מה שאני מחפש ובשביל פרופורציות מדובר על ערכים שנעים בין 170-190 ביחידות הנ"ל. אני פשוט צריך מספר מדויק.

 

אז ככה :

מדובר במוע דיזל אטמוספרי (ללא מגדש/טורבו)בעל 4 צילנדרים בנפח של 2500 סמ"ק.

85 כוחות סוס ב 4200 סל"ד

16.7 קג"מ ב 2400 סל"ד.

יחס הדחיסה הוא 22.5

יחס אוויר- דלק 14.5:1 (משקלי כמובן)

 

בוכנה אחת מלאה (V-stroke) היא בנפח של 625 סמ"ק ומסת האוויר בבוכנה היא 6.933E-4 קילוגרם.( לפי מודל גז אידיאלי=> PV=mRT)

לחץ אטמוספרי 101.3= p1

לחץ מקסימלי p2=p3=7918 Kpa (בטמפ' של T2=1105K לפני הזרקת הדלק וטמפ' של 4026K =T3 לאחר השריפה.)

אחרי ההתפשטות T4= 1943 K =>>

הנצילות התרמית של המנוע היא 60% .

ערך ההיסק הממוצע של הדיזל הוא 42000 Kj/Kg.

טמפ' הסביבה היא 45 מעלות צלזיוס (318K)

על מנת להקל על החשיבה צירפתי תמונה של מחזור דיזל תיאורטי.

והאידקסים של הנתונים מתייחסים תרשים המצורף.

אני לא בטוח אבל יש מצב שחלק מהנתונים אולי מיותרים.

ויש עוד נתונים ברשותי שחשבתי שהם לא במקום אבל אם צריך אותך, יש לי!

כמו צפיפויות של דיזל לעומת אוויר למשל (930 דיזל לעומת 1.127 של אוויר כמובן ביחידות של קילגרם למ"ק) וערכי CP ו CV סטנדרטיים של אוויר.

אני ממש אובד עצות לא יודע איך לצאת מזה....

אני מאד אשמח ואהיה אסיר תודה למי שהצליח לקרוא את ההודעה עד לכאן לעבד את האינפורמציה ולהבין על מה אני מדבר ויוכל לעזור לי!

[barrygur]

קישור לתמונהhttp://img468.imageshack.us/img468/9947/diesel1op.jpg

[danniel]

למה אתה חושב שאנחנו צריכים לעזור לך בשיעורי הבית?

[נהג רגוע]

קודם כל ברוך הבא לפורום, נקווה רק שלא נרשמת במיוחד בשביל העזרה בשיעורי בית.

השאלה שנתת מסובכת מאוד, ובספק כמה חברים יש פה עם ידע מספיק בתרמודינמיקה כדי לעזור (לי אין), מה גם שלשבת ולכתוב הסבר איך לפתור זה עבודה רצינית.

השרטוט שנתת מניח S=const כלומר אנטרופיה קבועה מה שדי בטוח רחוק מהמציאות ומשפיע הרבה. לדעתי במציאות מנוע דיזל אוכל איזה 200-300 גרם לכל כ"ס-שעה, אלא אם כן הנתון שנתת הוא לקוח מהמציאות ואז סליחה. כמו כן ידוע שהנצילות מושפעת קצת מסל"ד המנוע, דבר שמשפיע על הנצילות הנפחית של האוויר שנינק ונפלט במהירויות שונות בסל"דים שונים וגם על טיב הערבוב של האוויר והדלק המוזרק ואחוז ניצול אנרגית השריפה. כמו כן כשהסל"ד עולה גדלה ההתנגדות לתנועת הבוכנה דבר שמוריד את הנצילות. כל זה במציאות, לא ברור אם אתה עושה משהו תאורטי, או עבודה על מה שקורה במציאות.

 

שאלה: למה הלחץ קבוע בזמן הזרקת ושריפת הדלק? האם לא נוצרים עוד גזים בתוך מרחב שנשאר קבוע?

כמו כן איך הלחץ עולה ל 7918 KPa ? זה פי 79 מאשר לפני הדחיסה, כאשר הנפח קטן רק פי 22.5

בהצלחה

[barrygur]

קודם כל ברוך הבא לפורום, נקווה רק שלא נרשמת במיוחד בשביל העזרה בשיעורי בית.

השאלה שנתת מסובכת מאוד, ובספק כמה חברים יש פה עם ידע מספיק בתרמודינמיקה כדי לעזור (לי אין), מה גם שלשבת ולכתוב הסבר איך לפתור זה עבודה רצינית.

השרטוט שנתת מניח S=const כלומר אנטרופיה קבועה מה שדי בטוח רחוק מהמציאות ומשפיע הרבה. לדעתי במציאות מנוע דיזל אוכל איזה 200-300 גרם לכל כ"ס-שעה, אלא אם כן הנתון שנתת הוא לקוח מהמציאות ואז סליחה. כמו כן ידוע שהנצילות מושפעת קצת מסל"ד המנוע, דבר שמשפיע על הנצילות הנפחית של האוויר שנינק ונפלט במהירויות שונות בסל"דים שונים וגם על טיב הערבוב של האוויר והדלק המוזרק ואחוז ניצול אנרגית השריפה. כמו כן כשהסל"ד עולה גדלה ההתנגדות לתנועת הבוכנה דבר שמוריד את הנצילות. כל זה במציאות, לא ברור אם אתה עושה משהו תאורטי, או עבודה על מה שקורה במציאות.

 

שאלה: למה הלחץ קבוע בזמן הזרקת ושריפת הדלק? האם לא נוצרים עוד גזים בתוך מרחב שנשאר קבוע?

כמו כן איך הלחץ עולה ל 7918 KPa ? זה פי 79 מאשר לפני הדחיסה, כאשר הנפח קטן רק פי 22.5

 

 

בהצלחה

קודם כל תודה רבה על התגובה.

תאמינו לי שזו לא שאלה משיעורי בית- מי מכם שהיה סטודנט יודע שאם יש שאלה בשיעורי בית שהוא לא יכול לפתור- הוא פשוט מעתיק מחבר שלו.

 

אני בהחלט לא פותר בעיה תיאורטית, אני פותר בעיה מאד מציאותית. המנוע שהנתונים לגביו הוא מנוע של פיאט דוקטו. (DUCATO). ואני מנסה לחשב הפסדי חום מהמנוע, כדי לתכנן משאבת קירור חדשה לרכב.

בקשר לעליית הלחץ החדה.

הלחץ במנועי דיזל אכן גדל בצורה כ"כ משמעותית (כמובן בהנחת דחיסה אדיטבטית) זה קורה עקב חזקה פוליטרופית של 1.4 של יחס הדחיסה.

אפשר לבדוק את זה בקלות ע"י חישוב פשוט.

כמובן שהלחץ לא קבוע במציאות בזמן הזרקת הדלק (במציאות כלום לא קבוע) אבל זה הקירוב שבהחלט ניתן עשות כי שינוי הלחץ בזמן ההזרקה הוא יחסית קטן

וזניח ביחס לשינוי הלחץ הראשוני (מנקודה 1 ל2).

[danniel]

ואני מנסה לחשב הפסדי חום מהמנוע, כדי לתכנן משאבת קירור חדשה לרכב.

למה???

 

היצרן פיספס משהו בחישובים שלו, כאשר תכנן את משאבת המים המקורית?

[barrygur]

למה???

 

היצרן פיספס משהו בחישובים שלו, כאשר תכנן את משאבת המים המקורית?

לא שהוא פספס, אבל אני מתכנן משאבה קצת יותר טובה.......

[danniel]

אפשר לשאול למה?

[barrygur]

בוודאי

 

אני מתכנן משאבת מים שלא מחוברת לפולי של המנוע, אלא משאבה שפועלת על עקרון תרמודינמי חדש. שמנצל הפסדי חום מהמנוע לקירור בשיטת מעבר פאזה.

 

אם התכוונת למה אני עושה את זה

אז כי אין לי ברירה, זה הפרויקט גמר שלי לתואר ראשון בהנדסת רכב במנצ'סטר...

[danniel]

כמו שחשבתי..שיעורי בית .

 

 

אודה עם תרחיב על שיטת מעבר פאזה.

[barrygur]

כמו שחשבתי..שיעורי בית .

 

 

אודה עם תרחיב על שיטת מעבר פאזה.

אלו לא שיעורי בית!

אבל אני שמח שאת מגלה בזה עיניין

 

להנאתך:

 

 

הטכנולוגיה עליה מבוססת המשאבה היא חוק הכלים השלובים (נספח). שני צינורות המחוברים אל שני מכלים. הצינורות מחוברים אל הכלים בגבהים שונים ראה איור 1 (ארה קישור למטה). בהסבר זה ייקרא צינור החיבור התחתון "החיבור" והעליון ייקרא "שסתום".

 

במצב ההתחלתי (איור 1) גובה הנוזל זהה בשני המיכלים. (עפ"י חוק כלים שלובים) ושני הצינורות מלאים באופן כזה שגובה פני הנוזל מכסה את השסתום משני פתחיו. אם נפעיל לחץ במיכל הימני, הנוזל יידחק אל הכלי השמאלי (ראה איור 2) אולם ניתן להבחין שגובה פני הנוזל במיכל הימני חייב להישאר זהה לגובה הנוזל בחלקו הימני של השסתום, כל עוד גובה הנוזל לא ירד אל מתחת לגובה של השסתום.

 

ברגע שגובה הנוזל בכלי הימני ירד אל מתחת השסתום, (ראה איור 3) הלחץ הפניאומאטי בצד הימני גדול מהלחץ הסטטי שממפעילים המים בכלי השמאלי ולכן כל המים מהשסתום יעברו אל הכלי השמאלי (בגלל הפרש הלחצים) והאוויר יתחיל לבעבע אל הכלי השמאלי (ראה איור3).

 

כעת הלחץ הסטטי של הנוזל בכלי השמאלי גורם לנוזל לחזור אל הצד הימני דרך החיבור, כמוראה באיור 4. הנוזל ששב את הכלי הימני דוחס את הגז שהיה בכלי עד הרגע שמפלס המים מגיע לגובה של השסתום, ואז השסתום מתמלא בחזרה במים. והמצב שב להיות כפי שהיה בהתחלה (ראה איור 1)

 

בהנחה והלחץ הפניאומאטי הנדרש לקיום התהליך נוצר על ידי לחץ האדים של הנוזל עצמו,

 

נוכל, ע"י אספקת אותו חום איוד ליצור לחץ פניאומאטי מספיק לקיום התהליך. וע"י יצירת מקום לעיבוי האדים המגיעים למיכל השמאלי דרך השסתום, המערכת תוכל לעבוד כמערת עצמאית ללא כל חיבור לאטמוספרה.

 

מערכת כזו נשלטת ומבוקרת בעצמה, ויוצרת תהליך מחזורי של זרימה והיוצרות לחצים שיכולים לשמש לאפליקציות רבות ומגוונות.

 

הלחצים שפועלים במערכת הם לחצי האיוד/עיבוי הדרושים כדי לאדות/לעבות את נוזל העבודה.

 

בפועל, מערכת כזו נקראת "מנוע תרמי" (Thermal Engine) עם בוכנות ושסתומים נוזליים שיוצר עבודה הידראולית. את העבודה הזו ניתן לנצל באופן ישיר להזרמת של נוזל בין כלי הקיבול, או להנעת מתקנים אחרים.

 

אויר המחשה:::

http://img202.imageshack.us/my.php?image=15gv.png

[barrygur]

בכל מקרה, בנתיים הצלחתי לחשב את זה לבד אם זה מעניין אז זה החישוב:

 

אם הספק המנוע בפועל הוא 85 כ"ס והנצילות היא 60% אז ההספק המושקע הוא 85/60%=141.6667 כ"ס שהם 105.6 KW שזה כמו [KJ/sec] עד כאן אתם איתי? יפה!

בשעה יש 3600 שניות אז נקבל שההספק המושקע הוא 380340= 105.6*3600

ביוחידות של [kj/hour] (רק הכפלנו ב3600).

אם נחלק את המספר הזה בערך ההיסק של הדלק שהוא נתון כ 42500 קילוג'אול לק"ג נקבל כמה קילוגרם דלק המנוע צורך בשעה. (ואם נבדוק זה גם מסתדר יפה מבחינת היחידות, יחדות של ערך היסק (ערך קלורי) הם [KJ/KG])

נקבל אפוא: kg-fuel/hour] 8.95=380340/42500]

שזה בקירוב 9 קילו של דלק בשעה שזה 9000 גרם של דלק בשעה

ואם את זה נחלק בהספק המנוע 85 נקבל בדיוק את צריכת הדלק הסגולית

SFCשל הרכב!

 

S.F.C=9000/85=106 [gr-fuel/HP-hour].v

 

שזה הגיוני מאד! בתאכלס רואים ערבים יותר גבוהים אבל זה בדיוק מה שהייתי צריך!

תודה לכל מי שניסה לעזור.

 

תעשו חיים!

[danniel]

לא ברור לי איך המנוע התרמי ישודך למערכת הקירור ברכב, שכזכור פועלת תחת לחץ בכדי להעלות את טמפ' הרתיחה, והלחץ בתנאי עבודה נורמאליים לא עובר את ה 1 באר.

 

 

בכל אופן, בהצלחה , ותחזור ספר לנו את הציון שקבלת על הפרויקט.

[elad1299]

אני עדיין לא הצלחתי להבין איך הנוזל מתקרר בכל הסיפור הזה...

[נהג רגוע]

אם הספק המנוע בפועל הוא 85 כ"ס והנצילות היא 60% אז ההספק המושקע הוא 85/60%=141.6667 כ"ס שהם 105.6 KW שזה כמו [KJ/sec] עד כאן אתם איתי? יפה!

תשמע נצילות של 60% זה משהו פנטסטי. כמה שידוע לי מנועי בנזין פועלים בערך ב 25% ודיזל באזור 40%. אבל 60% נשמע לי מופרך וזה אולי מה גרם למנוע שלך לאכול פחות גרמים מאשר ה 170 גרם שאמרת בעצמך. כמו כן האם אתה מתכנן את המשאבה למצב שבו הרכב נוסע רצוף בהספק המירבי? הרי שיוט ב 100 קמ"ש לוקח איזה 20 כ"ס גג, אולי 30 כ"ס עבור מסחרית גדולה. מצד שני אם הרכב עמוס ומטפס את הרי האלפים אז יתכן וצריך לתכנן עבור מצב של הספק מירבי מתמשך.

כמו כן כמו שאמרתי קודם SFC משתנה עם הסל"ד ולא התחשבת בזה, וכמובן שהערך נהיה גרוע יותר כאשר העומס על המנוע לא מקסימלי, שזה במציאות רוב הזמן.

 

איך הגעת ללמוד הנדסת רכב?