Intercooling del 2.

Når en motor har fullført innsugningstakten starter kompresjonstakten. Forholdet for kompresjonen er bestemt av volumet til sylinderen ved stempelets nedre posisjon og volumet i sylinderen ved stempelets øvre posisjon. Dette kalles statisk kompresjon og kan skrives som V1/V2. V1 er sylinderens volum og V2 er restvolum når stempel står på topp. Dette volumet er konstant og kan derfor omskrives til konstanten: «r»

Temperaturen i slutten av kompresjonstakten er proporsjonal med innsugstemperaturen og kompresjonsforholdet.

Fra turbo siden:

Turboen på flowkartet (se vedlagte bilder) regnes som maks 78% adiabatisk effektiv. Ser du ca midt i indre øy står en faktor på 0.78.
Det vil si at noe varme blir tilført ladeluften pga friksjon over bladene. Resten av arealet tilføres da endel mer varme, enten motoren har lavt eller veldig høyt turtall, eller ladetrykk.

Et tenkt scenario for en gatebil som opprinnelig er sugemotor og har fått montert turbo:

Bilen kjøres hver dag og skal gå på pumpebensin (98 oktan).
Interpolering mellom 2 lab tester av 50 og 100 oktan viser at 98 oktan kan selvantennepå rundt ~640 grader celcius:

Hvis vi sier at bilen har et kompresjonsforhold på 11.1, så vil temperaturen på den komprimerte gassen være ca 474grader celcius i enden av kompresjons takten dersom temperaturen inn i motor opprinnelig var ca 20grader.

I et gitt scenario sitter det nå en dårlig intercooler og man skrur man ned eller opp ladetrykket til slik at deler av området turboen jobber på bare er 50% adiabatisk, turboen faller også ut av kartet og temperaturen etter intercooler blir 50 grader celcius. Da blir blir temperaturen etter komprimering 625 grader celcius

Problemet er at mam da har 20 grader slingringsmonn før motor sier pang. En ligning som viser varmeoverføringen sier vi er adiabatisk for å gjøre den enkel. I virkeligheten finnes ikke et system som er 100% isolert, men det gjør beregningene mye enklere.

T2 er kompresjons temperatur.
T1 er temperatur inn.
r er kompresjons forholdet og gamma er adiabatkonstanten.
V1/V2 er kompresjonsforhold = r da blir:

Fra tilstand og prosessligning kan man finne temperatur på gassblanding etter komprimering.

Så stor og effektiv(dyr) intercooler det er plass til og du har råd til er tingen.

Kjølingen kan man se på som en likevektsligning mellom massefløde igjennom ytre del av intercooler, temperaturkonstant for aluminium (alu intercooler), temperatur endring mellom ute temp og kjerne temp, sammenlignet med massefløde inni intercooler, temperatur konstant for luft og endringen av temperatur på luften. Ved å se på denne temperatur endringen med hensyn på tiden, feks med en datalogger i bremsebenk med følere før og etter intercooleren vil man kunne regne ut intercoolerens effektivitet og beregne kjølekapasitet.

Tenkte å skrive om varmeoverføring fra gass til væske senere.