Sivut

Kommentit (135)

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5014

cotton kirjoitti:
Katsoin keskipaineen. Mielestäni se ei kuitenkaan anna vastausta kysymykseeni. Eli miksi samasta polttoainemäärästä saadaan muutettua enemmän mekaanisesti työksi, kun polttaminen tehdään korkeammassa paineessa.
Asia on päässäni simppeli, jos ajatellaan paineen nostamiseen käytettyä energiaa: tällöin työtahdin aikana akselitehoksi tai männän liikkeeksi muuttuu paineen nostamisen energia (puristaminen)+ palamisesta saatu paineen nousu.
Mutta lopunperin kuitenkin polttoaineen lämpösisältö on sama joka tapauksessa, eikä moottoriin tuoda mitään ylimääräistä puristusenergiaa.
Tämä kysymyshän on ilmeisesti hieman sama, kuin kysyisi miksi Carnot:n kaavan mukaan hyötysuhde nousee lämpötilaerojen kasvaessa. Vaikkakin lämpötila terminä tarkoittaa aineeseen sitoutunutta liike-energiaa suoraan. Carnot osaa Aina kun kylmän ja kuuman lämpötilaero on puolet suhteessa abs. Nollapisteeseen, tulee 50%hyötysuhde lämmöstä liikkeeksi. 10K Ja 20K eff.= 0.5 Tai 500K Ja 1000K antaa myös eff. 0.5 . Kyseessä on kaasut, niin ilmeisesti sama määrä lämpöä mahtuu kylmässä 10 Kelvin lämpötilaeroon, kuin lämpimämmässä 500 K:n lämmittämiseen , kun kaasu on harvempaa, eli massaa vähemmän per tilavuus.
Äh, ei tämäkään selitä miksi hyötysuhde nousee lämpötilaero kasvaessa. 😅

Alkuosa meni jakeluun, mutta loppupuolella alkoi tökkiä tosi pahasti. 

Ai, mutta nyt tuli mieleen fysiikan oppitunneilta Carnon kartta. Ei kai  tässä nyt muu auta kun alkaa kaivella vanhoja fysiikan monisteta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
cotton
Seuraa 
Viestejä59

Tässä: n=Tc/Th jossa TC on kylmäpuoli ja Th kuuma. Kelvineinä tietysti. n on hyötysuhde. Ja voi tohon laittaa sen 1- jos tuntuu kivemmalle ymmärtää.

Tässä muuten tuli päivän oivallus. Carnot:n kaava harvenee kuin kaasut konsanaan, kun lämpötila nousee. Se siis huomioi kaasun tiheyden.

Syötetty lämpöenergian määrä Säilyy samana ilmeisesti, koska kuuma kaasu on harvempaa, vrt kylmä kaasu, jolloin kuumaan kaasuun lisätty lämpö määrä x nostaa kaasun lämpötilaa enemmän kuin kylmään kaasuun, koska massaa on enemmän samassa tilavuudesta.

Eli mitä tiheämpää kaasu on, niin sen paremmin se muuttaa lämpömuutoksen liikkeeksi. Tästä tulee yhteys puristuspaineeseen liittyvään alkuperäiseen kysymykseen. Kysymys kuuluu siis, että miksi tiheämpi kaasu muuttaa lämmön paremmin liike-energiaksi.

Ja menihän tämä perskeleen molekyylien kyttämiseen. Tiheämmässä (olipa se sitten paineella tehty tilanne taikka kaasun ollessa viileää) molekyylit ovat lähempänä toisiaan. Miksi tässä tilanteessa isompi osa lämmöstä muuttuu työksi?

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5014

cotton kirjoitti:
Tässä: n=Tc/Th jossa TC on kylmäpuoli ja Th kuuma. Kelvineinä tietysti. n on hyötysuhde. Ja voi tohon laittaa sen 1- jos tuntuu kivemmalle ymmärtää.

Tässä muuten tuli päivän oivallus. Carnot:n kaava harvenee kuin kaasut konsanaan, kun lämpötila nousee. Se siis huomioi kaasun tiheyden.

Syötetty lämpöenergian määrä Säilyy samana ilmeisesti, koska kuuma kaasu on harvempaa, vrt kylmä kaasu, jolloin kuumaan kaasuun lisätty lämpö määrä x nostaa kaasun lämpötilaa enemmän kuin kylmään kaasuun, koska massaa on enemmän samassa tilavuudesta.

Eli mitä tiheämpää kaasu on, niin sen paremmin se muuttaa lämpömuutoksen liikkeeksi. Tästä tulee yhteys puristuspaineeseen liittyvään alkuperäiseen kysymykseen. Kysymys kuuluu siis, että miksi tiheämpi kaasu muuttaa lämmön paremmin liike-energiaksi.

Ja menihän tämä perskeleen molekyylien kyttämiseen. Tiheämmässä (olipa se sitten paineella tehty tilanne taikka kaasun ollessa viileää) molekyylit ovat lähempänä toisiaan. Miksi tässä tilanteessa isompi osa lämmöstä muuttuu työksi?

Minä nyt kysyn yksinkertaisen kysymyksen:

Onko turbon hyötysuhteen salaisuus palotapahtumaan osallistumaton ylimääräisen ilman kuumeneminen? 

Turbottoman moottorin sylinterissä ei palamistapahtumaan osallistumatonta kuumentunutta ilmaa kun on paljon vähemmän.

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5014

edit  (noita ei -sanoja joku ketkualgorimi välillä lisää välillä poistaa)

Turbottoman moottorin sylinterissä palamistapahtumaan osallistumatonta kuumentunutta ilmaa kun on paljon vähemmän.

JepajeeMerlinmikälie
Seuraa 
Viestejä5428

Tästä tulee mieleen työpaikkani ABBlla. Siellä oli insinööriopiskelijoita joista eräs toisen vuoden opiskelija kysti minulta mikä on newton. Kerroin mitä se on. Myöhemmin kyräilivät pukuhuoneessa että vaikkakin tiedän kaikenlaista - kuten mikä newton on - niin he ovat sentään parempia matematiikassa. Hymyilytti vietävästi.

Turbo ahtaa ilmaa koneeseen jolloin sekoituksessa on enemmän happea.

cotton
Seuraa 
Viestejä59

Olisko noin yksinkertainen juttu. Eli esim 20 Kelvinin lämpötilassa dT 10 astetta saadaan sama hyötysuhde kuin 2000 asteessa dT 1000 (kylmä puoli)

Molekyylien hylkimisvoima toisiaan kohtaan kasvaa neliössä, ja tällöin enemmän lämpö pystyy muuttumaan työksi.

Vois olla joo. 🙂

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5014

JepajeeMerlinmikälie kirjoitti:
Tästä tulee mieleen työpaikkani ABBlla. Siellä oli insinööriopiskelijoita joista eräs toisen vuoden opiskelija kysti minulta mikä on newton. Kerroin mitä se on. Myöhemmin kyräilivät pukuhuoneessa että vaikkakin tiedän kaikenlaista - kuten mikä newton on - niin he ovat sentään parempia matematiikassa. Hymyilytti vietävästi.

Turbo ahtaa ilmaa koneeseen jolloin sekoituksessa on enemmän happea.

Lisähapella saattaa olla merkitystä sikäli, että palotapahtuma on nopeampaa, jos siitä nopeudesta sitten mitään hyötyä on - kierroskone ehkä pelaa paremmin.  Myös turboton moottori käsittääkseni polttaa kaiken polttoaineen, eikä kärsi hapen puutteesta, vaan happea tulee pakoputkestakin vielä ulos. Happitunnistin katalysaattorin yhteydessä seuraa tätä, mutta mikä lienee oikea  prosenttimäärä?

Hävittäjien suihkumoottorit työntävät suihkussa happea mielinmäärin - muuten jälkipoltin ei toimisi. 

Jakob
Seuraa 
Viestejä1490

Kontra1 kirjoitti:
JepajeeMerlinmikälie kirjoitti:
Tästä tulee mieleen työpaikkani ABBlla. Siellä oli insinööriopiskelijoita joista eräs toisen vuoden opiskelija kysti minulta mikä on newton. Kerroin mitä se on. Myöhemmin kyräilivät pukuhuoneessa että vaikkakin tiedän kaikenlaista - kuten mikä newton on - niin he ovat sentään parempia matematiikassa. Hymyilytti vietävästi.

Turbo ahtaa ilmaa koneeseen jolloin sekoituksessa on enemmän happea.

 Myös turboton moottori käsittääkseni polttaa kaiken polttoaineen, eikä kärsi hapen puutteesta, vaan happea tulee pakoputkestakin vielä ulos. 

Bensakone polttaa käytännössä kaiken hapen. Dieselissä happea voi jäädä yli vaikka kuinka paljon (osakuormalla).

JepajeeMerlinmikälie
Seuraa 
Viestejä5428

Kontra1 kirjoitti:
JepajeeMerlinmikälie kirjoitti:
Tästä tulee mieleen työpaikkani ABBlla. Siellä oli insinööriopiskelijoita joista eräs toisen vuoden opiskelija kysti minulta mikä on newton. Kerroin mitä se on. Myöhemmin kyräilivät pukuhuoneessa että vaikkakin tiedän kaikenlaista - kuten mikä newton on - niin he ovat sentään parempia matematiikassa. Hymyilytti vietävästi.

Turbo ahtaa ilmaa koneeseen jolloin sekoituksessa on enemmän happea.

Lisähapella saattaa olla merkitystä sikäli, että palotapahtuma on nopeampaa, jos siitä nopeudesta sitten mitään hyötyä on - kierroskone ehkä pelaa paremmin.  Myös turboton moottori käsittääkseni polttaa kaiken polttoaineen, eikä kärsi hapen puutteesta, vaan happea tulee pakoputkestakin vielä ulos. Happitunnistin katalysaattorin yhteydessä seuraa tätä, mutta mikä lienee oikea  prosenttimäärä?

Hävittäjien suihkumoottorit työntävät suihkussa happea mielinmäärin - muuten jälkipoltin ei toimisi. 


Mua ei niin koneet kiinnosta, enkä ole insinööri, mutta Engineering explained tuubikanava on tilauksissani ja niitä tulee katseltua.

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5014

Jakob kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JepajeeMerlinmikälie kirjoitti:
Tästä tulee mieleen työpaikkani ABBlla. Siellä oli insinööriopiskelijoita joista eräs toisen vuoden opiskelija kysti minulta mikä on newton. Kerroin mitä se on. Myöhemmin kyräilivät pukuhuoneessa että vaikkakin tiedän kaikenlaista - kuten mikä newton on - niin he ovat sentään parempia matematiikassa. Hymyilytti vietävästi.

Turbo ahtaa ilmaa koneeseen jolloin sekoituksessa on enemmän happea.

 Myös turboton moottori käsittääkseni polttaa kaiken polttoaineen, eikä kärsi hapen puutteesta, vaan happea tulee pakoputkestakin vielä ulos. 

Bensakone polttaa käytännössä kaiken hapen. Dieselissä happea voi jäädä yli vaikka kuinka paljon (osakuormalla).

Entäs turbo - sekin kaiken hapen?

Lentokoneiden suihkumoottori käyttää kompressorin polttokammioon työntämästä ilmasta vai 12 -25 % kerosiinin polttamiseen. Suuri kuuma laajentuva ilmamäärä sitten kovalla nopeudella tekee hommat turbiinissa ja suihkussa. 

Nature
Seuraa 
Viestejä9512

Kontra1 kirjoitti:
Nature kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
Nature kirjoitti:
Turbon avulla ilmaa saadaan sylinteriin enemmän, eli saadaan parempi täytös. Ilman suhteellinen määrä polttoaineeseen nähden pysyy samana tai voi olla vain hieman pienempi (ilmakerroin ei paljoa muutu). Suuremmasta ilmamäärästä johtuen polttoainetta syötetään enemmän, jolloin vastaavasti tehty työ aikayksikköä kohden (eli teho) kasvaa. Työn ollessa teho ajalla kerrottuna, polttoainetta ei kuitenkaan kulu yhtään enempää (vaan itse asiassa hieman vähemmän) tiettyä työmäärää esim. ajettua kilometriä kohden. Turboa tosin saatetaan käyttää hieman reippaammin (esim. kiihdytyksissä) kuin ns. vapaasti hengiittävää moottoria, tällöin todellinen kulutus saattaa olla suurempi.

Typen kuumentuminen tietysti vaikuttaa kaasujen laajenemiseen, mutta ei sinällään osallistu työn tekoon. Typpi heikentää moottorin tehoa sitomalla lämpöä pakokaasuihin. Pakokaasuissa on joka tapauksessa hiilidioksidia ja vettä kaasuina. Eli jos typpi olisi mahdollista korvata hapella, moottorista saataisiin paljon enemmän tehoa alhaisemmallakin puristussuhteella.

Olet siis sitä mieltä, että palamiseen osallistunut kuumentunut ylimääräinen ilma ei ole turbon idea.

Jos oletaan ettei ilman ja polttoaineen suhde muutu turbottomaan verrattuna, eihän sitä tehoa saada samalla polttoainemäärällä yhtään enempää irti. Täytyyhän palaminen silloin olla jollakin tavalla tehokkaampaa, että samasta polttoainemäärästä täytyy saada enemmän lämpöä. Eli turbottoman moottorin polttoainetta jää palamatta, tai se palaa jotenkin epätäydellisesti.

 

Kyse on siitä että sitä polttoainetta on mahdollista syöttää enemmän, kun palamisilmaa puristetaan turbon avulla sylinteriin enemmän. Savukaasujen määrä (ml. typpiylimäärä) toki lisää liike-energiallaan sitten turbon tehoa, mutta ei se ilma sinällään oleva se autuaaksi tekevä asia vaan happi, joka sen polttoaineen palamisen mahdollistaa.

Verrataan samaa moottoria ilman turboa ja turbolla.

Kun sanot, että turboon syötetään enemmän poltoainetta, niin tottakai tehoa tulee enemmän.

Mutta kun syötetään ihan sama määrä polttoainetta ja kaksinkertainen määrä ilmaa, ja uskotaan sen palavan yhtä täydellisesi lämpöarvolla 43 MJ/kg,  tehoa ei voi tulla yhtään enempää, ellei palamiseen osallistumaton ilmamäärä lämmetessään lisää painetta sylinterissä.

Paljonko se lisää painetta? Polton tuottama kuumennus turbossa tuskin kuumentaa ilmaa yhtä paljon kuin turbottomassa, kun ilmaa on kaksinkertainen määrä, mutta toisaalta puristustahdin aikana suurempi ilmamäärä kuumenee kuumemmaksi.

Hiilivedystä syntyvien kaasujen määrän + typen määrän lisäys puristettaessa ilma turbolla sylinteriin, jos palotilan tilavuutta pidetään vakiona. Jos haluat paineen muutoksen laskea voit laskea sen sillä perusteella paljonko kaasumäärät lisääntyvät ao. polttoainemäärän palaessa ja paljonko kaasuja muuten tilanteessa on. Lisäksi tilanteeseen tietysti vaikuttaa myös se miten tilavuus palotilassa muuttuu palotapahtuman edetessä.

Mutta: Jos polttoainemäärää ei vastaavalla määrällä lisätä happea jäisi yli ja se ei ole järkevää. Ilmakerroin (syötetty happimäärä per p-a palamiseen tarvittava happimäärä) on molemmissa tapauksissa samaa luokkaa, turbolla hieman alhaisempi koska ilma pakkaantuu tiheämpään, jolloin hapen kontakti hiilivetymolekyyleihin on intensiivisempi.

Näitä asioita seurataan / säädetään mm. savukaasujen happiantureilla ja muutetaan mm. polttoaineen ruiskutusta ja turbon ilmantuottoa sen mukaan, eli optimoidaan tilannetta kuormituksen vaihtelun puitteissa.

Vapaasti hengittävissä moottoreissa on se huono puoli että ilman imeminen sylinteriin vaatii oman aikansa ja voi tapahtuu alle 1 bar paine-erolla (ilmanpaine 1 bar), kun turbolla sitä ilmaa saadaan ahdettua jopa useamman barin paine-erolla (WRC-autoissa 2-3 bar).

Nature
Seuraa 
Viestejä9512

Kontra1 kirjoitti:
Jakob kirjoitti:
Kontra1 kirjoitti:
JepajeeMerlinmikälie kirjoitti:
Tästä tulee mieleen työpaikkani ABBlla. Siellä oli insinööriopiskelijoita joista eräs toisen vuoden opiskelija kysti minulta mikä on newton. Kerroin mitä se on. Myöhemmin kyräilivät pukuhuoneessa että vaikkakin tiedän kaikenlaista - kuten mikä newton on - niin he ovat sentään parempia matematiikassa. Hymyilytti vietävästi.

Turbo ahtaa ilmaa koneeseen jolloin sekoituksessa on enemmän happea.

 Myös turboton moottori käsittääkseni polttaa kaiken polttoaineen, eikä kärsi hapen puutteesta, vaan happea tulee pakoputkestakin vielä ulos. 

Bensakone polttaa käytännössä kaiken hapen. Dieselissä happea voi jäädä yli vaikka kuinka paljon (osakuormalla).

Entäs turbo - sekin kaiken hapen?

Lentokoneiden suihkumoottori käyttää kompressorin polttokammioon työntämästä ilmasta vai 12 -25 % kerosiinin polttamiseen. Suuri kuuma laajentuva ilmamäärä sitten kovalla nopeudella tekee hommat turbiinissa ja suihkussa. 

Suihkumoottorin luonne onkin hieman erilainen. Siinä pitääkin saada ulos mahdollisimman suuri massavirta työntövoiman aikaansaamiseksi, se tapahtuu laajentuvan kaasumassan turvin. Ilmassa kun ollaan, niin ilmamassaa hyödynnetään.

Diam
Seuraa 
Viestejä2835

Se tulee ihan 1. pääsäännöstä.

Laajenevan kaasun tekemä työ

W = pxV

V,p -kuvaajassa työ on käyrän ja vaaka-akselin väliin jäävä pinta-ala.

Mies kysyi kaiulta: Ostanko Nuhvin vai Majorin? ja kaiku vastasi: VAI MAJORIN!

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5014

Kukaan ei ole vielä kumonnut tätä teoriaani.

 Kun syötetään ihan sama määrä polttoainetta tavalliseen moottoriin ja turbomoottoriin,  ja uskotaan sen palavan loppuun yhtä täydellisesi lämpöarvolla 43 MJ/kg,  turbomoottorista tehoa ei voi saada yhtään enempää, ellei palamiseen osallistumaton ilmamäärä kuumentuessaan lisää painetta sylinterissä.

Eli turbomoottirin korkea hyötysuhde johtuu palamiseen osallistumattoman ylimääräisen ilman kuumentumisesta.

Diam
Seuraa 
Viestejä2835

Koska korkea puristus nostaa männän lämpötilaa, on seoksen massa pienempi, mikä alentaa suoraan tehoa, näin siis Tiitta.

Mies kysyi kaiulta: Ostanko Nuhvin vai Majorin? ja kaiku vastasi: VAI MAJORIN!

Kontra1
Seuraa 
Viestejä5014

Diam kirjoitti:
Koska korkea puristus nostaa männän lämpötilaa, on seoksen massa pienempi, mikä alentaa suoraan tehoa, näin siis Tiitta.

Laita toimiva  linkki siihen Tiitan juttuun, kun en saa sitä näkyviin.

laiskimus
Seuraa 
Viestejä1548

Kontra1 kirjoitti:
edit  (noita ei -sanoja joku ketkualgorimi välillä lisää välillä poistaa)

Turbottoman moottorin sylinterissä palamistapahtumaan osallistumatonta kuumentunutta ilmaa kun on paljon vähemmän.

Väitätkö tuon pätevän bensaturbolle vai dieselturbolle vai molemmille?

Ne eivät todellakaan toimi tuossa suhteessa samoin. Lisäksi on propaanilla/butaanilla, metaanilla (maa- tai biokaasulla) metanolilla sekä etanolilla käyviä turbollisia mäntämoottoreita. Ja on muuten vielä muitakin.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat