کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5476463 1521426 2017 24 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Radial turbine performance measurement under extreme off-design conditions
ترجمه فارسی عنوان
اندازه گیری عملکرد توربین شعاعی در شرایط غیر قابل طراحی
ترجمه چکیده
در شرایط رانندگی در خودروهای شهری و چرخه های تایید آینده، توربین های شعاعی خودرو دارای شرایط گذرا هستند، که همین امر با سرعت بسیار بالا و همچنین در خروجی های بسیار پایین قدرت عمل می کند. در این شرایط، توان خروجی توربین ممکن است برای تامین نیازهای مکانیکی کمپرسور کافی نباشد. شبیه سازی کامل موتورهای سریع یک بعدی کامل به نقشه های عملکرد حالت پایدار متکی است تا توربوشارژر را مشخص کند. با توجه به قدرت ترمز کمپرسور محدود، اندازه گیری های شدید خارج از طرح نمی تواند در ایستگاه های استاندارد گاز بدون استفاده از ترمز خارجی به جای کمپرسور و یا بدون استفاده از یک موتور متصل به شفت توربوشارژر بدست می آید. این مجموعه های توربو شارژر باعث ایجاد مسائل مربوط به تعادل شفت ذاتی اتصال به ترمز عمل شده در سرعت های چرخشی بالا می شود و یا نیاز به تغییرات اساسی هندسه توربوشارژر را دارند. این مقاله یک رویکرد جدید برای اندازه گیری نقشه های عملکرد توربین با نسبت بسیار کم توسعه و جریان جرم بسیار کم بدون مسائل فوق ارائه می دهد. این روش از کمپرسور توربوشارژر به عنوان توربین گریز از مرکز استفاده می کند، قدرت مکانیکی شفت را فراهم می کند و توانایی اندازه گیری عملکرد توربین را از نقاط نسبت بسیار بالا نسبت به نسبت بسیار کم فشار می دهد. حتی زمانی که قدرت شفت را به جای آن تولید می کند، می توان آن را در جریان تقریبا صفر در توربین اندازه گیری کرد. این روش تجربی که می تواند برای هر نوع توربو شارژر تولید کند، اطلاعات ارزشمندی برای توسعه و اعتباربخشی مدل های عملکرد توربین با هدف تحریک رفتار آن در شرایط غیر طراحی است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی انرژی (عمومی)
چکیده انگلیسی
During automotive urban driving conditions and future homologation cycles, automotive radial turbines experience transient conditions, whereby the same operate at very high blade speed ratios and, thus, at very low power outputs. Under those conditions, the turbine power output might not be enough to feed the mechanical power needs of the compressor. Typical fast one-dimensional full engine simulations rely on steady-state performance maps to characterize the turbocharger. Due to the restricting compressor braking power, extreme off-design measurements cannot be obtained in standard gas stands without using an external brake instead of the compressor or without using a motor attached to the turbocharger shaft. Such turbocharger assemblies cause shaft balancing issues inherent to the connection to a brake operating at high rotational speeds or need basic changes of the turbocharger geometry. This paper presents a novel approach for turbine performance map measurements at very low expansion ratio and very low mass flow without the aforementioned issues. The method uses the turbocharger compressor as a centrifugal turbine, providing mechanical power to the shaft and enabling turbine performance measurements from points of very high expansion ratio up to very low pressure ratio. It is even possible to measure at almost zero flow rate in the turbine when it consumes shaft power instead of producing it. This experimental procedure that can be applied to whatever turbocharger produces valuable information for the development and validation of turbine performance models aiming to extrapolate its behaviour at off-design conditions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Energy - Volume 125, 15 April 2017, Pages 72-84
نویسندگان
, , , , ,