بعض ملاحظات الدراسة النظرية المتعلقة بالشاحن التوربيني: ملاحظة واحدة

أولاً، أي محاكاة لتدفق الهواء من خلال ضاغط الشاحن التوربيني.

كما نعلم جميعًا، تم استخدام الضواغط على نطاق واسع كوسيلة فعالة لتحسين الأداء وتقليل انبعاثات محركات الديزل. من المرجح أن تؤدي لوائح الانبعاثات الصارمة بشكل متزايد وإعادة تدوير غاز العادم الثقيل إلى دفع ظروف تشغيل المحرك نحو مناطق أقل كفاءة أو حتى غير مستقرة. في ظل هذه الحالة، تتطلب ظروف العمل ذات السرعة المنخفضة والحمل العالي لمحركات الديزل من ضواغط الشاحن التوربيني توفير هواء معزز للغاية بمعدلات تدفق منخفضة، ومع ذلك، فإن أداء ضواغط الشاحن التوربيني عادةً ما يكون محدودًا في ظل ظروف التشغيل هذه.

لذلك، أصبح تحسين كفاءة الشاحن التوربيني وتوسيع نطاق التشغيل المستقر أمرًا بالغ الأهمية لمحركات الديزل منخفضة الانبعاثات القابلة للحياة في المستقبل. أظهرت عمليات محاكاة عقود الفروقات التي أجراها Iwakiri وUchida أن الجمع بين كل من معالجة الغلاف ودوارات توجيه المدخل المتغيرة يمكن أن يوفر نطاق تشغيل أوسع من خلال مقارنة ذلك باستخدام كل منهما بشكل مستقل. يتم تحويل نطاق التشغيل المستقر إلى معدلات تدفق هواء أقل عندما يتم تقليل سرعة الضاغط إلى 80.000 دورة في الدقيقة. ومع ذلك، عند 80.000 دورة في الدقيقة، يصبح نطاق التشغيل المستقر أضيق، وتصبح نسبة الضغط أقل؛ ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض التدفق العرضي عند مخرج المكره.

ثانياً، نظام تبريد الماء للشاحن التوربيني.

تم اختبار عدد متزايد من الجهود لتحسين نظام التبريد من أجل زيادة الإنتاج من خلال الاستخدام المكثف للحجم النشط. أهم الخطوات في هذا التقدم هي التغيير من (أ) تبريد المولد بالهواء إلى تبريد الهيدروجين، (ب) تبريد الموصل المباشر إلى غير المباشر، وأخيرًا (ج) تبريد الهيدروجين إلى الماء. يتدفق ماء التبريد إلى المضخة من خزان المياه الذي تم ترتيبه كخزان رأسي على الجزء الثابت. يتدفق الماء من المضخة أولاً عبر صمام التبريد والمرشح وتنظيم الضغط، ثم ينتقل في مسارات متوازية عبر ملفات الجزء الثابت والبطانات الرئيسية والدوار. يتم تضمين مضخة المياه، بالإضافة إلى مدخل ومخرج المياه، في رأس توصيل مياه التبريد. ونتيجة لقوة الطرد المركزي الخاصة بها، يتم إنشاء ضغط هيدروليكي بواسطة أعمدة المياه بين صناديق المياه وملفاتها وكذلك في القنوات الشعاعية بين صناديق المياه والتجويف المركزي. كما ذكرنا من قبل، فإن الضغط التفاضلي لأعمدة الماء البارد والساخن نتيجة لارتفاع درجة حرارة الماء يعمل كرأس ضغط ويزيد من كمية الماء المتدفق خلال الملفات بما يتناسب مع زيادة ارتفاع درجة حرارة الماء وقوة الطرد المركزي.

مرجع

1. محاكاة عددية لتدفق الهواء من خلال ضواغط الشاحن التوربيني ذات التصميم الحلزوني المزدوج، الطاقة 86 (2009) 2494-2506، كوي جياو، هارولد صن؛

2. مشاكل التدفق والتسخين في لف الدوار، د. لامبرخت*، المجلد I84