پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 430 |
| تعداد مقالات | 5,597 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,099,134 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,042,714 |
بهبود شبیه‌ساز یک‌بعدی موتور ملی با در نظر گرفتن اثرات انتقال حرارت و افت مکانیکی در توربوشارژر | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 8، دوره 51، شماره 4، مهر و آبان 1398، صفحه 71-80 اصل مقاله (1.36 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2018.13524.5668 | ||
| نویسندگان | ||
| مسعود کهنوجی1؛ مصطفی آقامیرسلیم* 1؛ سیدشهاب‌الدین علویون2 | ||
| 1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران | ||
| 2شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران خودرو (ایپکو)، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| امروزه توربوشارژر‌ها (پرخوران‌ها) نقش مهمی در بهبود بازده، کوچک‌سازی و کاهش آلاینده‌های موتور احتراق داخلی ایفا می‌کنند. به دلیل جریان گاز داغ در توربین و هوای محیط در کمپرسور، اختلاف دما در دو سمت توربوشارژر زیاد است و این اختلاف دمای زیاد، باعث انتقال حرارت از توربین به دیگر اجزا توربوشارژر می‌شود. انتقال حرارت سبب کاهش عملکرد توربوشارژر می‌گردد، زیرا قسمتی از انرژی گاز داغ از طریق انتقال حرارت دفع شده است. نیاز به تخمین دقیق دمای گازهای خروجی توربین جهت طراحی مسیر گازهای خروجی یا تعیین شرایط مرزی توربوشارژر دوم در موتورهای دارای توربوشارژرهای دومرحله‌ای، همچنین نیاز به تخمین دمای خروجی کمپرسور به‌عنوان شرایط مرزی برای خنک‌کن میانی و محفظه احتراق در صورت نبود خنک‌کن میانی وجود دارد. در این پژوهش، الگوی انتقال حرارت یک‌بعدی توربوشارژر، به شبیه‌ساز یک‌بعدی موتور درگیر می‌شود. نتایج نشان‌دهنده‌ی بهبود (حداکثر تا 50 درجه سانتی‌گراد) در پیش‌بینی دمای خروجی توربین است و همچنین بر روی دیگر مشخصه‌های شبیه‌سازی موتور از جمله دمای خروجی کمپرسور، سرعت توربوشارژر، توان ترمزی موتور، فشار خروجی توربین و غیره، تأثیر نمی‌گذارد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| توربوشارژر؛ افت مکانیکی؛ انتقال حرارت؛ شبیه‌سازی یک‌بعدی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Improvement of one-dimensional simulation of national engine with consideration of heat transfer and mechanical loss effects in the turbocharger | ||
| نویسندگان [English] | ||
| masoud kahnooji1؛ S.Mostafa Agha Mirsalim1؛ Seyed Shahaboddin Alaviyoun2 | ||
| 1Energy conversion, Mechanical engineering, Amirkabir university, Tehran, Iran | ||
| 2Irankhodro Powertrain Company, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Nowadays, Turbochargers play an important role in improving the efficiency, downsizing and pollutant reduction of internal combustion engine. Due to the existence of hot gas flow in the turbine and surrounding air flow in the compressor, the temperature difference between two sides of turbocharger is high and this high temperature difference causes heat transfer from the turbine to the other turbocharger components. The heat transfer reduces the turbocharger performance because some of the hot gas energy has been removed through heat transfer. There is a need to accurate estimation of the temperature of the turbine exhaust gases to determine the path of the exhaust gases or to determine the boundary conditions of the second turbocharger in engines containing (two-stage turbochargers), and also a need to estimate the compressor outlet temperature as a boundary condition for intercooler and combustion chamber in the absence of an intercooler. In this study, turbocharger one-dimensional heat transfer model is coupled to one-dimensional engine simulation. The results show an improvement (up to 50 °C) in prediction of turbine outlet temperature and also does not affect other characteristics of the engine simulation such as compressor outlet temperature, turbocharger speed, engine brake power, turbine outlet pressure and etc. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Turbocharger, mechanical loss, heat transfer, one dimensional simulation | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] S. Shaaban and J. R. Seume, Analysis of turbocharger non-adiabatic performance, Turbochargers and Turbocharging, pp. 119–130, 2006. [2] S. Shaaban, Experimental investigation and extended simulation of turbocharger non-adiabatic performance, Msc thesis. 2004. [3] B. Sirakov and M. Casey, Evaluation of heat transfer effects on turbocharger performance, J. Turbomach., vol. 135, no. 2, p. 21011, 2013. [4] N. Baines, K. D. Wygant, and A. Dris, The analysis of heat transfer in automotive turbochargers, J. Eng. Gas Turbines Power, vol. 132, no. 4, p. 42301, 2010. [5] A. Romagnoli and R. Martinez-Botas, Heat transfer on a turbocharger under constant load points, in ASME Turbo Expo 2009: Power for Land, Sea, and Air, pp. 163–174, 2009. [6] A. Romagnoli and R. Martinez-Botas, Heat transfer analysis in a turbocharger turbine: An experimental and computational evaluation, Appl. Therm. Eng., vol. 38, pp. 58–77, 2012. [7] H. Aghaali, On-engine turbocharger performance considering heat transfer. KTH Royal Institute of Technology, Msc thesis, 2012. [8] H. Aghaali and H.-E. Angstrom, Improving turbocharged engine simulation by including heat transfer in the turbocharger, SAE Technical Paper, 2012. [9] H. Aghaali, H.-E. Ångström, and J. R. Serrano, Evaluation of different heat transfer conditions on an automotive turbocharger, Int. J. Engine Res., vol. 16, no. 2, pp. 137–151, 2015. [10] P. Olmeda, V. Dolz, F. J. Arnau, and M. A. Reyes-Belmonte, Determination of heat flows inside turbochargers by means of a one dimensional lumped model, Math. Comput. Model., vol. 57, no. 7, pp. 1847–1852, 2013. [11] J. Serrano, P. Olmeda, F. Arnau, and A. Dombrovsky, General procedure for the determination of heat transfer properties in small automotive turbochargers, SAE Int. J. Engines, vol. 8, no. 2014–01–2857, pp. 30–41, 2014. [12] J. R. Serrano, P. Olmeda, F. J. Arnau, M. A. Reyes-Belmonte, and H. Tartoussi, A study on the internal convection in small turbochargers. Proposal of heat transfer convective coefficients, Appl. Therm. Eng., vol. 89, pp. 587–599, 2015. [13] F. Payri, P. Olmeda, F. J. Arnau, A. Dombrovsky, and L. Smith, External heat losses in small turbochargers: Model and experiments, Energy, vol. 71, pp. 534–546, 2014. [14] M. Reyes-Belmonte, Contribution to the experimental characterization and 1-D modelling of turbochargers for IC Engines, PhD, Dep. Máquinas y Mot. Térmicos, Univ. Politècnica València, València, 2013. [15] J. R. Serrano, P. Olmeda, F. J. Arnau, A. Dombrovsky, and L. Smith, Turbocharger heat transfer and mechanical losses influence in predicting engines performance by using one-dimensional simulation codes, Energy, vol. 86, pp. 204–218, 2015. [16] A. Diango, C. Perilhon, G. Descombes, and E. Danho, Application of exergy balances for the optimization of non-adiabatic small turbomachines operation, Energy, vol. 36, no. 5, pp. 2924–2936, 2011. [17] L. M. G.-C. González, Experiments and Modelling of Automotive Turbochargers under Unsteady Conditions, Phd thesis, 2015. [18] M. Deligant, P. Podevin, and G. Descombes, CFD model for turbocharger journal bearing performances, Appl. Therm. Eng., vol. 31, no. 5, pp. 811–819, 2011. [19] F. Payri, J. R. Serrano, P. Olmeda, A. Paez, and F. Vidal, Experimental methodology to characterize mechanical losses in small turbochargers, in ASME Turbo Expo 2010: Power for Land, Sea, and Air, pp. 413–423, 2010. [20] J. R. Serrano, P. Olmeda, A. Tiseira, L. M. García-Cuevas, and A. Lefebvre, Theoretical and experimental study of mechanical losses in automotive turbochargers, Energy, vol. 55, pp. 888–898, 2013. [21] D. Bohne, S. Fischer, and E. Obermeier, Thermal, Conductivity, Density, Viscosity, and Prandtl‐Numbers of Ethylene Glycol‐Water Mixtures, Berichte der Bunsengesellschaft für Phys. Chemie, vol. 88, no. 8, pp. 739–742, 1984. [22] A. J. Torregrosa, P. Olmeda, J. Martin, and C. Romero, A tool for predicting the thermal performance of a diesel engine, Heat Transf. Eng., vol. 32, no. 10, pp. 891–904, 2011. [23] J. R. Serrano, P. Olmeda, F. J. Arnau, A. Dombrovsky, and L. Smith, Analysis and Methodology to Characterize Heat Transfer Phenomena in Automotive Turbochargers, J. Eng. Gas Turbines Power, vol. 137, no. 2, p. 21901, 2015. [24] T. L. Bergman and F. P. Incropera, Fundamentals of heat and mass transfer. John Wiley & Sons, 2011. [25] S. W. Churchill and M. Bernstein, A correlating equation for forced convection from gases and liquids to a circular cylinder in crossflow, ASME, Trans. Ser. C-Journal Heat Transf., vol. 99, pp. 300–306, 1977. [26] D. E. Bornside and R. A. Brown, View factor between differing-diameter, coaxial disks blocked by a coaxial cylinder, J. Thermophys. heat Transf., vol. 4, no. 3, pp. 414–416, 1990. [27] M. F. Modest, Radiative heat transfer. Academic press, 2013. [28] G.-P. U. Manual, GT-SuiteTM Version 6.1, Gamma Technol., 2004. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 936 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,039 |
||
