כמה הערות לימוד תיאורטיות הקשורות למגדש טורבו: הערה אחת

ראשית, כל סימולציה של זרימת אוויר דרך מדחס מגדש טורבו.

כפי שכולנו יודעים, נעשה שימוש נרחב במדחסים כשיטה יעילה לשיפור הביצועים והפחתת פליטות של מנועי דיזל. תקנות הפליטה המחמירות יותר ויותר ומחזור גזי הפליטה הכבדים עשויים לדחוף את תנאי פעולת המנוע לעבר אזורים פחות יעילים או אפילו לא יציבים. במצב זה, תנאי עבודה של מהירות נמוכה ועומס גבוה של מנועי דיזל מחייבים את מדחסי מגדש הטורבו לספק אוויר מוגבר מאוד בקצבי זרימה נמוכים, אולם הביצועים של מדחסי מגדש טורבו מוגבלים בדרך כלל בתנאי פעולה כאלה.

לכן, שיפור יעילות מגדש הטורבו והרחבת טווח הפעולה היציב הופכים קריטיים עבור מנועי דיזל עתידיים בעלי פליטה נמוכה. סימולציות CFD שבוצעו על ידי Iwakiri ו-Uchida הראו כי שילוב של טיפול במעטפת ושל שבבי מובילי כניסה משתנים יכול לספק טווח פעולה רחב יותר על ידי השוואה מזה של שימוש בכל אחד מהם באופן עצמאי. טווח הפעולה היציב מוסט לקצבי זרימת אוויר נמוכים יותר כאשר מהירות המדחס מופחתת ל-80,000 סל"ד. עם זאת, ב-80,000 סל"ד, טווח הפעולה היציב הופך צר יותר, ויחס הלחץ הופך נמוך יותר; אלה נובעים בעיקר מהזרימה המשיקית המופחתת ביציאת האימפלר.

שנית, מערכת קירור המים של מגדש טורבו.

מספר הולך וגדל של מאמצים נבדקו לשפר את מערכת הקירור על מנת להעלות את התפוקה על ידי שימוש אינטנסיבי יותר בנפח פעיל. השלבים החשובים ביותר בהתקדמות זו הם המעבר מ(א) קירור אוויר למימן של הגנרטור, (ב) קירור מוליך עקיף לישיר, ולבסוף (ג) קירור מימן למים. מי הקירור זורמים למשאבה ממיכל מים אשר מסודר כמיכל ראש על הסטטור. מהמשאבה המים זורמים תחילה דרך מצנן, מסנן ושסתום ויסות לחץ, ואז עוברים בנתיבים מקבילים דרך פיתולי הסטטור, התותבים הראשיים והרוטור. משאבת המים, יחד עם כניסת המים והיציאה, כלולים בראש חיבור מי הקירור. כתוצאה מהכוח הצנטריפוגלי שלהם, נוצר לחץ הידראולי על ידי עמודי המים בין קופסאות המים והסלילים וכן בתעלות הרדיאליות בין תיבות המים והקידוח המרכזי. כפי שהוזכר קודם, הלחץ ההפרש של עמודי המים הקרים והחמים עקב עליית טמפרטורת המים פועל כראש לחץ ומגדיל את כמות המים הזורמת דרך הסלילים ביחס לעלייה של עליית טמפרטורת המים והכוח הצנטריפוגלי.

הַפנָיָה

1. הדמיה מספרית של זרימת אוויר דרך מדחסי מגדש טורבו עם עיצוב כפול, Energy 86 (2009) 2494–2506, Kui Jiao, Harold Sun;

2. בעיות של זרימה וחימום בסיפוף רוטור, ד. למברכט*, כרך I84