Innanzitutto, qualsiasi simulazione del flusso d'aria attraverso il compressore del turbocompressore.
Come tutti sappiamo, i compressori sono stati ampiamente utilizzati come metodo efficace per migliorare le prestazioni e ridurre le emissioni dei motori diesel. Le normative sempre più severe sulle emissioni e il pesante ricircolo dei gas di scarico probabilmente spingeranno le condizioni operative del motore verso regioni meno efficienti o addirittura instabili. In questa situazione, le condizioni di lavoro a bassa velocità e a carico elevato dei motori diesel richiedono che i compressori turbocompressori forniscano aria fortemente potenziata a basse portate, tuttavia, le prestazioni dei compressori turbocompressori sono generalmente limitate in tali condizioni operative.
Pertanto, il miglioramento dell’efficienza del turbocompressore e l’estensione dell’intervallo operativo stabile stanno diventando fondamentali per la sostenibilità dei futuri motori diesel a basse emissioni. Le simulazioni CFD effettuate da Iwakiri e Uchida hanno dimostrato che una combinazione del trattamento dell'involucro e delle alette di guida dell'ingresso variabile potrebbe fornire un intervallo operativo più ampio rispetto a quello ottenuto utilizzando ciascuno indipendentemente. L'intervallo operativo stabile viene spostato su portate d'aria inferiori quando la velocità del compressore viene ridotta a 80.000 giri/min. Tuttavia, a 80.000 giri al minuto, il campo operativo stabile si restringe e il rapporto di pressione diminuisce; questi sono dovuti principalmente al ridotto flusso tangenziale all'uscita della girante.
In secondo luogo, il sistema di raffreddamento ad acqua del turbocompressore.
Sono stati testati un numero crescente di sforzi per migliorare il sistema di raffreddamento al fine di aumentare la resa attraverso un uso più intensivo del volume attivo. I passaggi più importanti in questa progressione sono il passaggio da (a) raffreddamento ad aria a idrogeno del generatore, (b) raffreddamento da indiretto a diretto del conduttore e infine (c) raffreddamento da idrogeno a acqua. L'acqua di raffreddamento fluisce alla pompa da un serbatoio dell'acqua disposto sullo statore come serbatoio di accumulo. Dalla pompa l'acqua scorre prima attraverso un refrigeratore, un filtro e una valvola di regolazione della pressione, quindi viaggia in percorsi paralleli attraverso gli avvolgimenti dello statore, le boccole principali e il rotore. La pompa dell'acqua, insieme all'ingresso e all'uscita dell'acqua, sono incluse nella testa di collegamento dell'acqua di raffreddamento. Attraverso la forza centrifuga si crea una pressione idraulica nelle colonne d'acqua tra le cassette dell'acqua e le serpentine nonché nei condotti radiali tra le cassette dell'acqua e il foro centrale. Come accennato in precedenza, la pressione differenziale delle colonne dell'acqua fredda e calda dovuta all'aumento della temperatura dell'acqua agisce come una prevalenza e aumenta la quantità di acqua che scorre attraverso le batterie in proporzione all'aumento dell'aumento della temperatura dell'acqua e della forza centrifuga.
Riferimento
1. Simulazione numerica del flusso d'aria attraverso compressori turbocompressori con design a doppia voluta, Energia 86 (2009) 2494–2506, Kui Jiao, Harold Sun;
2. PROBLEMI DI FLUSSO E RISCALDAMENTO NELL'AVVOLGIMENTO DEL ROTORE, D. Lambrecht*, volume I84
Orario di pubblicazione: 27 dicembre 2021