Avgasernas volym?

[Mell]

Håller på att fundera kring ett avgasutsug vi ska montera. Hur mycket volym har avgaserna från en hoj? Går ju räkna på (varvtal*slagvolym)/2 för en fyrtakt. Men hur är det med volymökningen pga värmen? Hur mycket mer avgaser blir det med turbo?

 

[Mell]

Ingen som vet vad som kommer ut därbak?

 

[RacerX]

har för mig att man som tummregel att när något övergår från flytande till gasfas blir det ~20ggr involymen. Troligtvis borde det förändras när man istället förbränner eftersom det är helt andra ämnen som bildas. Sen så har du en temperaturberoende utvidgning av gasen när den går ifrån 20 till ~400grader.

Men som sagt, jag bara gissar här. Men kanske stimulerar någon annan att rätta mina fel

 

[SM 570 RR]

har för mig att man som tummregel att när något övergår från flytande till gasfas blir det ~20ggr involymen. Troligtvis borde det förändras när man istället förbränner eftersom det är helt andra ämnen som bildas. .

Uppspänd och gasig buk med ett finare ord

 

[TomTen6]

Det är ju rätt krångligt att räkna ut hur stor mängd avgaser man har efter förbränning . Kollade lite i min termodynamik bok och enligt den är V1/V2=T1/T2 detta gäller dock för ideala gaser så det stämmer ju inte riktigt men du får väll en uppskattning.

V1 är ju volymen som sugs i varvtal*cylindervolym
T1 insugstemperatur
T2 avgastemperatur
V2 avgasvolym

sammbandet för tryck och volym är p1/p2=V2/V1

Hoppas att det hjälper

 

[RacerX]

sen har vi problemet med att det är svårt att beräkna reaktionsformeln för förbränningen.
Om vi har en gasfasreaktion A + B -> C och jämför med A + B -> D + E + F så kommer de generera väldigt olika volym gas, eftersom totaltrycket är lika med partialtrycken av de ingående gaserna. Sen beter sig förbränningen allt annat än ideal med tanke på de extrema trycken och temperaturerna, alltså gäller inte den ideala gaslagen.
Och så har vi expansionen pga att gaserna värms ett antal hundra grader, vilken är väsentlig..

Det här går att räkna ut, men jag tror det är riiiiktigt jobbigt, alltså måste det lättast vara att "höfta" något med utgångspunkt i "erfarenhet och känsla". Hur noga behöver du veta volymen? Vad är det för hoj, och vad ska du göra med den?

 

[RacerX]

....Går ju räkna på (varvtal*slagvolym)/2 för en fyrtakt....

detta ger inte alls i närheten den volym avgaser som genereras. Det är många gånger denna volym. Det är tryckskillnaden mellan förbränningsrummet och vevhuset som är den drivande kraften. Med tanke på att du kan få kolven att röra sig flera meter i sekunden, med det stora mekaniska motståndet, är den jääävlit stor.

D.v.s. om man fick reda på max trycket i förbränningskammaren under expansionen skulle man kunna uppskatta vad volymen blir vid atmosfärstryck.

Någon som vet ung hur stort tryck det är i cylindern vid förbränning?

 

[leffe6]

detta ger inte alls i närheten den volym avgaser som genereras. Det är många gånger denna volym. Det är tryckskillnaden mellan förbränningsrummet och vevhuset som är den drivande kraften. Med tanke på att du kan få kolven att röra sig flera meter i sekunden, med det stora mekaniska motståndet, är den jääävlit stor.

D.v.s. om man fick reda på max trycket i förbränningskammaren under expansionen skulle man kunna uppskatta vad volymen blir vid atmosfärstryck.

Någon som vet ung hur stort tryck det är i cylindern vid förbränning?

Inte intressant alls.
Räkna bara på hur stor slagvolymen är så räcker det.
Vill du veta trycket under förbränningen så får du ringa motortillverkaren...

Luft in = luft ut... Men luften ut är varmare.. Som i Formeln tidigare inlägg. Man tillför energi i form av värme när man eldar bensin i en motor.
Krångligare behöver det inte vara. Eller rättare sagt, man ska inte krångla till det.

Räkna lite på hur mycke luft en motor suger i sig..... det är mycke.

/L

 

[RacerX]

alltså... det sker en expansion i motorn, och det är den som driver motorn framåt. Om volymen skulle vara den samma så skulle motorn stå stilla. Så, jo, avgasernas volym är mkt större än vad som sugs in. Även om insugsmängden är stor den med.
Sen är det mkt möjligt att hur stor volym avgaserna har faktiskt inte spelar så stor roll överhuvudtaget... Sambander: "Litet avgasrör - dåligt, Stort - BRA, enormt - njaa inte så bra" kanske räcker

 

[RacerX]

vidare är det inte bara att man "tillför energi" genom att "elda", utan det sker en extremt exoterm reaktion där kolkedjorna reagerar med syre och bildar koldioxid, vatten mm... Dvs det är helt nya saker som bildas i motorn! (och än en gång hänvisar jag till partialtryckresonomanget tidigare)

 

[Robban_C]

Jag är inte mycket till kemist men jag skulle ändå vilja hävda att man klarar sig rätt långt på slagvolym och varvtal med tillägg av hur mycket luften expanderar av värmen. Vi kan ju enas om att vi har en bestämd mängd färskgaser per varv (inte nödvändigtvis samma mängd på alla varvtal). Vi kan också enas om att den absoluta majoriteten av dessa färskgaser är luft. Så långt är vi säkert överens. Och är vi inte det så har vi stora problem i diskussionen.
Läget är att jag har fått lära mig att den totala volymen minskar när två ämnen slås ihop kemiskt. Detta skulle innebära att avgasvolymen är mindre än insugsvolymen vid samma temperatur.
Iofs tror jag att volymskillnaden färskgas/avgas är absolut minimal eftersom andelen bränsle är så oerhört liten i färskgaserna.
Detta skulle alltså innebära att man kan få ett rätt bra resultat om man räknar på uppvärmning av ren luft.
Rätta mig gärna om jag har fel. Det kan vara så att jag är ute och cyklar men den springande punkten här är ju om totalvolymen minskar vid hopslagning av två ämnen. En sak som talar för detta är ju att avgaser är tyngre än luft (det är jag i alla fall rätt säker på), detta betyder ju faktiskt att den ursprungliga vikten (dvs antalet atomer) ryms inom en mindre luftvolym (dvs avgasvolym).
En annan sak som talar för detta är ju att det bl a bildas vatten under förbränningen och vattnet är definitivt tyngre (och upptar alltså mindre voylm än syret och vätet gjorde i färskgaserna) än motsvarande volym färskgaser. Nu säger säkert nån att "Jamen vattnet är ju i gasform i avgaserna" och det besvarar jag med "ja, tills det har kondenserat". Därefter är vattnet antingen i flytande form eller i form av ånga (vilket volym- och viktmässigt är detsamma som flytande form). Och kondenserar gör det rätt omgående.

Innan nån säger att med mina idéer skulle en motor inte fungera så vill jag påminna om temperaturskillnaderna. Det är dessa som gör att färskgaserna expanderar.

Hmmmm, man undrar om detta är ett inlägg som jag kommer att få mycket skit för? Eller kanske en massa sån här: :kocko Eller sån här:

 

[Mell]

Vi håller på att färdigställa en bromsbänk på vår mc-klubb och det jag funderade lite runt var kapaciteten på utsuget. Det ska klara både små hojar och turboladdade dragracehojar. Så jag räknade lite på volymen gånger varvtalet och det blir inte så mycket som jag hade trott. Tror att en fläkt på 1000 m3 i minuten ska räcka,iaf till en icke turboladdad hoj, och det är inte så stor fläkt.
Men nu har vi fått tag på två riktiga bautafläktar på 4 kW stycket, så vi har kylning och utsug så det räcker. Tror till och med vi kan simulera lite fartvind men kylfläkten. Vid test höll den nästan på att blåsa bort fötterna på mig....

Men jag blev lite fixerad vid tanken på avgasmängden ändå.

 

[chrilla]

Jag är inte mycket till kemist men jag skulle ändå vilja hävda att man klarar sig rätt långt på slagvolym och varvtal med tillägg av hur mycket luften expanderar av värmen. Vi kan ju enas om att vi har en bestämd mängd färskgaser per varv (inte nödvändigtvis samma mängd på alla varvtal). Vi kan också enas om att den absoluta majoriteten av dessa färskgaser är luft. Så långt är vi säkert överens. Och är vi inte det så har vi stora problem i diskussionen.
Läget är att jag har fått lära mig att den totala volymen minskar när två ämnen slås ihop kemiskt. Detta skulle innebära att avgasvolymen är mindre än insugsvolymen vid samma temperatur.
Iofs tror jag att volymskillnaden färskgas/avgas är absolut minimal eftersom andelen bränsle är så oerhört liten i färskgaserna.
Detta skulle alltså innebära att man kan få ett rätt bra resultat om man räknar på uppvärmning av ren luft.
Rätta mig gärna om jag har fel. Det kan vara så att jag är ute och cyklar men den springande punkten här är ju om totalvolymen minskar vid hopslagning av två ämnen. En sak som talar för detta är ju att avgaser är tyngre än luft (det är jag i alla fall rätt säker på), detta betyder ju faktiskt att den ursprungliga vikten (dvs antalet atomer) ryms inom en mindre luftvolym (dvs avgasvolym).
En annan sak som talar för detta är ju att det bl a bildas vatten under förbränningen och vattnet är definitivt tyngre (och upptar alltså mindre voylm än syret och vätet gjorde i färskgaserna) än motsvarande volym färskgaser. Nu säger säkert nån att "Jamen vattnet är ju i gasform i avgaserna" och det besvarar jag med "ja, tills det har kondenserat". Därefter är vattnet antingen i flytande form eller i form av ånga (vilket volym- och viktmässigt är detsamma som flytande form). Och kondenserar gör det rätt omgående.

Innan nån säger att med mina idéer skulle en motor inte fungera så vill jag påminna om temperaturskillnaderna. Det är dessa som gör att färskgaserna expanderar.

Hmmmm, man undrar om detta är ett inlägg som jag kommer att få mycket skit för? Eller kanske en massa sån här: :kocko Eller sån här:

Om vi låter isooktan representera bränslets sammansättning, så är det som händer att syre reagerar med isooktan och bildar koldioxid och vatten (idealt).

Vid förbänningen ökar då antalet molekyler i gasfas (antalet är proportionell mot gasvolymen) från 12,5 till 17 gasmolekyler per förbränd isooktanmolekyl.

12,5 O2 + isooktan -->8CO2 + 9H2O

Avgasvolymen är alltså större än insugsvolymen vid samma temperatur.

Faktorn varmed gasens volym ökar jämfört med luftens bortsett rån temperaturändringen är därmed 1,0756 (om man antar att luftens består av 21 mol% syre).

Vidare är volymen proportionell mot temperaturen, denna effekt tillkommer. Gasen kan vid dessa temperaturen anses vara ideal, efterson idealiteten ökar med temperaturen och avgastemperaturen är ganska hög (beroende på noggrannhet såklart).

I praktiken bildas inte bara koldioxid och vatten, utan även en del kolmonoxid och oförbrända kolväten. Dessa tenderar att dämpa volymökningen, men bildas i en i sammanhanget försumbar mängd.

Just det:

:kocko

 

[chrilla]

Jag är inte mycket till kemist men jag skulle ändå vilja hävda att man klarar sig rätt långt på slagvolym och varvtal med tillägg av hur mycket luften expanderar av värmen. Vi kan ju enas om att vi har en bestämd mängd färskgaser per varv (inte nödvändigtvis samma mängd på alla varvtal). Vi kan också enas om att den absoluta majoriteten av dessa färskgaser är luft. Så långt är vi säkert överens. Och är vi inte det så har vi stora problem i diskussionen.
Läget är att jag har fått lära mig att den totala volymen minskar när två ämnen slås ihop kemiskt. Detta skulle innebära att avgasvolymen är mindre än insugsvolymen vid samma temperatur.
Iofs tror jag att volymskillnaden färskgas/avgas är absolut minimal eftersom andelen bränsle är så oerhört liten i färskgaserna.
Detta skulle alltså innebära att man kan få ett rätt bra resultat om man räknar på uppvärmning av ren luft.
Rätta mig gärna om jag har fel. Det kan vara så att jag är ute och cyklar men den springande punkten här är ju om totalvolymen minskar vid hopslagning av två ämnen. En sak som talar för detta är ju att avgaser är tyngre än luft (det är jag i alla fall rätt säker på), detta betyder ju faktiskt att den ursprungliga vikten (dvs antalet atomer) ryms inom en mindre luftvolym (dvs avgasvolym).
En annan sak som talar för detta är ju att det bl a bildas vatten under förbränningen och vattnet är definitivt tyngre (och upptar alltså mindre voylm än syret och vätet gjorde i färskgaserna) än motsvarande volym färskgaser. Nu säger säkert nån att "Jamen vattnet är ju i gasform i avgaserna" och det besvarar jag med "ja, tills det har kondenserat". Därefter är vattnet antingen i flytande form eller i form av ånga (vilket volym- och viktmässigt är detsamma som flytande form). Och kondenserar gör det rätt omgående.

Innan nån säger att med mina idéer skulle en motor inte fungera så vill jag påminna om temperaturskillnaderna. Det är dessa som gör att färskgaserna expanderar.

Hmmmm, man undrar om detta är ett inlägg som jag kommer att få mycket skit för? Eller kanske en massa sån här: :kocko Eller sån här:

Avgasmolekylvikten är ca 30 g/mol om man antar att enbart koldioxid och vatten bildas, medan medelluftmolekylvikten är ca 29 g/mol. Så du har rätt med liten marginal. Vatten är däremot lättare än luft med en molekylvikt på 18 g/mol.

Vatten i gasform och vattenånga är samma sak, och det kommer det befinna sig i så länge det är över hundra grader, vid atmosfärstryck. Skulle trycket vara högre, kondenserar det vid högre temperatur. (ca 120 grader vid dubbelt atmosfärstryck)

 

[RacerX]

jag är inte helt insatt i just denna kemi, men jag resonerar helt allmänt.

RobbanC-
I vissa typer av reaktioner så kan volymen öka, andra kan den minska. Detta beror på vilka ämnen och vid vilka betingelser (temp, tryck etc) det "händer". Svårt att säga något allmänt.

Chrilla-
Bra att någon orkade lägga ner tid på att ta reda på lite fakta!

Alla-
Dock bör vi kunna enas om att det sker en expansion i cylindern? Och det är den som för maskinen framåt. Alltså bör volymen avgaser vara större?! Sen så sker denna reaktion så pass många gånger (flera tusen gånger per minut) i en motor, så varje expansion kanske inte behöver vara "jätte" stor.

Mell-
Om du bara ska göra en fläkt, så håller jag med om att det enklaste är att räkna på hur mycket som går in i en stor hoj vid högt varvtal, och sen "ta i i överkant". Kolla med någon annan som också har en bänk


edit- glömde :kocko

 

[Mell]

Om man då har turbo och laddar 1 bar över atmosfärstryck så blir avgaserna det dubbla gentemot att inte ha turbo. Visst?

 

[RacerX]

1 bar = 1.013 atm (normaltryck)
dvs har du ett bars övertryck så har du alltså 2.013 atm, dvs 2.013 ggr normaltryck

=> du har alldeles rätt!

 

[Don Quixote]

RacerX - du bör nog få med i ditt resonemang att avgaserna kyls en hel del från cylindern tills dess de kommer ut ur avgasröret.

Mycket bra och en del mindre bra har sagts i den här tråden. För att sammafatta och komma till ett resultat:

1. Räkna ut hur mycket luft motorn suger i sig.
2. Mät avgastemperaturen (i Kelvin = 273 + Celsius)
3. tag avgastemperatur och dela med rumstemperatur (i Kelvin) och multiplicera med vad du fick fram i (1).

Klart! En helt ok höftning!

 

[ulf_lundin]

Trycket stiger väl runt 10 - 20 ggr vid förbränningen i motorn.
Så väldigt grovt borde 10 - 20 ggr genomlupen volym ligga i rätt storleksordning.
Och genomlupen volym fås enl Mell ovan. (Varv*slagvolym/2).
/u

 

[Sharadkingboy]

Håller på att fundera kring ett avgasutsug vi ska montera. Hur mycket volym har avgaserna från en hoj? Går ju räkna på (varvtal*slagvolym)/2 för en fyrtakt. Men hur är det med volymökningen pga värmen? Hur mycket mer avgaser blir det med turbo?

du kan ju inte räkna med en sådan generellformel, för det måste ju bero på hur mycket man trycker in, om det är överladdat eller ej?!?!!?