E85 vs intercooler

[Bearing]

Jag tror du krånglar till det lite i onödan

Ja, det var nog lite tillkrånglat i mitt förra inlägg. Jag minns nu varför jag tog fram modellen. Det var mest för att jämföra kyleffekterna. Med samma förutsättningar blir ju din beräkning riktig.

, värmekapaciteten gäller mycket riktigt för konstant tryck (det finns även för konstant volym, det brukar inte vara så stor skillnad mellan dem). Där bränslet sprutas in är det momentant konstant tryck (tryckförändringarna går går långsamt beroende på gaspådrag och belasting), den tryckförändring som sker vid förångning resp. kylning kompenseras omedelbart med ljudets hastighet i.a.f. så länge turbon inte är nära överlastning. Det är ett öppet system. Visst, värmekapaciteten förändras något vid olika tryck, den angivna brukar vara vid atmosfärstryck.

Ok, det stämmer nog. Hittade ett diagram för värmekapaciteten för luft vid olika tryck och temperaturer. Värmekapaciteten förändrades väldigt lite vid de olika tryck och temperaturer som förekommer i insugsröret på en turbomotor. Mindre än 1% var det.

Den andel av bränslet som förångas under kompressionsfasen ska behandlas lite annorlunda. Nu vet jag inte hur stor andel som förångas i kompressionsfasen, jag tror den är mycket liten, men vet inte säkert, det skulle det vara intressant att veta. Jag misstänker att den största förångningen sker över insugsventilen när kolven är på nedåtgående. Det sker ju ett tryckfall där, värmen är hög och virvelbildningen är stor så att bränsle/luftblandningen når snabbt heta ytor, kyler dessutom dem kraftigt vid förångningen. En annan fördel är att fyllnaden blir god om förångning sker vid detta tryckfall. Har jag fel, rätta mig.

Eftersom det är osäkert om den mesta förångingen sker innan eller under kompressionsfasen borde man ta fram en annan modell. Det kanske relativt enkelt går att lägga till den energi som tillförs under kompressionsfasen så att resultatet visar temperaturen vid TDC.
Men om man går så långt borde man kanske också ta hänsyn till ytorna som omsluter gasen och då blir det väll antagligen för komplicerat.
Att få tryck och temp vid TDC vore ju annars ganska snyggt om man ska uppskatta knackbenägenhet t.ex.

Vill du läsa mer om termodynamik (för övrigt allt möjligt i fysik) så finns mycket läsvärt på

http://scienceworld.wolfram.com/physics/Adiabatic.html

där finns ex. formler för att räkna kyleffekter vid tryckfall vid icke konstant volym, ekv. (17)

Det är svårt att förstå något av formler utan att kunna teorin. Några av formlerna förstår jag, men jag måste nog köpa en bok för att helt förstå det här.

Haha...

DET är väl det minsta man ska oroa sig för, att bry sig om vad andra gör och experimenterar med på sin fritid!

Skönt att du ser det så.

 

[andersbrink]

Hm... ska man börja med Mettis istället?

http://www.arbetarbladet.se/feature1.php?id=351282&avdelning_1=103&avdelning_2=134

 

[Färnbo]

Hm... ska man börja med Mettis istället?

http://www.arbetarbladet.se/feature1.php?id=351282&avdelning_1=103&avdelning_2=134

He he kanske det, man får väl se till att göra plats för en spridarrad till.

Det är ju egentligen sjukt att politiskt rävspel skall hindra en bra energipolitik :kocko

 

[Bo-Göran]

I beräkningarna tidigare studeras energiinnehåll och vad som händer om de balanseras. Detta är halvvägs...

Nästa pilsner är att se om det finns möjligheter för en värmeövergång som medger att balansen nås.

Med en gashastighet på 100m/s i röret och 1 m rör mellan turbo och cylinder ska bränslet förångas på 1/100 s. Det tror jag är en omöjlighet.

/Bo-Göran

 

[Boris JR]

I beräkningarna tidigare studeras energiinnehåll och vad som händer om de balanseras. Detta är halvvägs...

Nästa pilsner är att se om det finns möjligheter för en värmeövergång som medger att balansen nås.

Med en gashastighet på 100m/s i röret och 1 m rör mellan turbo och cylinder ska bränslet förångas på 1/100 s. Det tror jag är en omöjlighet.

/Bo-Göran

Det tror inte jag...

Se på mängden värme som avgår i en IC tex, gashastigheten är hög och kylarean mikroskopisk om man jämför med arean för den bränsledimma som kommer från förgasarna/sprutet och likförbannat så kyler en IC rätt mycket.

 

[Bo-Göran]

Det tror inte jag...

Se på mängden värme som avgår i en IC tex, gashastigheten är hög och kylarean mikroskopisk om man jämför med arean för den bränsledimma som kommer från förgasarna/sprutet och likförbannat så kyler en IC rätt mycket.

Arean är inte så stor som du tror, tror jag

Mängden energi per area och tiden är faktorer som påverkar. Även om vi inte tycker samma om arean får vi böja oss för tiden.

Ungefär som att dra ett finger genom lågan på ett ljus. Tillräckligt sakta så känns det...

 

[Bearing]

I beräkningarna tidigare studeras energiinnehåll och vad som händer om de balanseras. Detta är halvvägs...

Nästa pilsner är att se om det finns möjligheter för en värmeövergång som medger att balansen nås.

Med en gashastighet på 100m/s i röret och 1 m rör mellan turbo och cylinder ska bränslet förångas på 1/100 s. Det tror jag är en omöjlighet.

/Bo-Göran

Är osäker på om jag förstått frågan rätt. Förångning sker (väl?) i alla motorer och det funkar ju uppenbarligen...
En del av förångningen sker nog under kompressionsfasen vilket togs med som felkälla.

 

[Bo-Göran]

Är osäker på om jag förstått frågan rätt. Förångning sker (väl?) i alla motorer och det funkar ju uppenbarligen...
En del av förångningen sker nog under kompressionsfasen vilket togs med som felkälla.

Tidigare i tråden har en teori om att man kunde bli av med värme i luften genom att spruta in E85 eller annat direkt efter turbon. Teorin stöddes genom att visa på energimängder. Luften blir kallare genom att etanolen förångas.

Jag anser att så inte är fallet. Även om ingen förångning sker är det försumbara energimängder som absorberas av E85. Bland annat beror detta på den korta tiden, 1/100s

 

[Bearing]

Tidigare i tråden har en teori om att man kunde bli av med värme i luften genom att spruta in E85 eller annat direkt efter turbon. Teorin stöddes genom att visa på energimängder. Luften blir kallare genom att etanolen förångas.

Jag anser att så inte är fallet. Även om ingen förångning sker är det försumbara energimängder som absorberas av E85. Bland annat beror detta på den korta tiden, 1/100s

Men någon gång under insugs-, kompressions-, och expansionstakten borde väl bränslet helt hunnit förångas och således tagit upp värmeenergi. Samma mängd energi borde väl gå åt oavsett tiden det tar?
Är det inte rimligt att anta att den energin mestadels tas från luften?

Förklara gärna varför du inte anser att bränslet hinner förångas, det kan vara intressant att veta.

Om temperaturen och trycket i förbränningskammaren blir hög kan att bränslet självantändas; det är något man vill undvika. Det jag och andra försökte visa med beräkningar var att risken att det sker kan minskas genom att använda E85 som bränsle istället för bensin. Beräkningarna var inte tänkta att beskriva verkligheten utan att användas för visa att den energimängd det går åt att förånga E85 kan vara lika stor som den mängd en intercooler flyttar till omgivningen.

 

[Bo-Göran]

Men någon gång under insugs-, kompressions-, och expansionstakten borde väl bränslet helt hunnit förångas och således tagit upp värmeenergi. Samma mängd energi borde väl gå åt oavsett tiden det tar?
Är det inte rimligt att anta att den energin mestadels tas från luften?

Förklara gärna varför du inte anser att bränslet hinner förångas, det kan vara intressant att veta.

Om temperaturen och trycket i förbränningskammaren blir hög kan att bränslet självantändas; det är något man vill undvika. Det jag och andra försökte visa med beräkningar var att risken att det sker kan minskas genom att använda E85 som bränsle istället för bensin. Beräkningarna var inte tänkta att beskriva verkligheten utan att användas för visa att den energimängd det går åt att förånga E85 kan vara lika stor som den mängd en intercooler flyttar till omgivningen.

Jag tror inte att det finns tid eller möjligheter att förånga mer än försumbara mängder E85 i insugningsrören. Det ska vi nog vara glada för eftersom det vi vill stoppa in i cylindern gärna får vara så smått som möjligt så vi får plats med mer.

Väl i cylindern utsätts bränsleblandningen för "gammal" värme i cylindern och själva kompressionen tillför mycket värme. "Men tryck gör att bränsle förångas vid en högre temperatur". Ja till en viss gräns men det finns en kritisk punkt.

De som inte upplever självantändning har förmodligen för dålig kompression. Etanol-miljö-mupparna har ju listat ut att om man höjer kompressionen försvinner en del av kallstartsproblematiken. Effektiviteten ökar eftersom man inte behöver öka tändningen för att börja elda bränsleblandning för att värma upp tillräckligt för att "explodera" resterande blandning.

Att självantäntningsproblemet försvinner med E85 kan illustreras så här kanske[siffror snodda tidigare i tråden]:

Energi för att förånga Bensin: 305 kJ/kg
Energi för att förånga E85: 840 kJ/kg

E85 behövs ökas med 30% för att fungera på samma sätt som bensin.

840*1,3/305=3,6

E85 blandningen behöver 3,6 ggr mer energi för att förångas. Därför försvinner alla självantändingsproblem. Även om man tar bort en LLK och kör varm luft kommer det att fungera väl. Men effektivt? Nä jag tror det finns mer effekt att hämta!

Blev detta överhuvudtaget begripligt?

 

[MagnusK]

........ Att självantäntningsproblemet försvinner med E85 kan illustreras så här kanske[siffror snodda tidigare i tråden]:

Energi för att förånga Bensin: 305 kJ/kg
Energi för att förånga E85: 840 kJ/kg

E85 behövs ökas med 30% för att fungera på samma sätt som bensin.

840*1,3/305=3,6

E85 blandningen behöver 3,6 ggr mer energi för att förångas. Därför försvinner alla självantändingsproblem. Även om man tar bort en LLK och kör varm luft kommer det att fungera väl. Men effektivt? Nä jag tror det finns mer effekt att hämta!
.........

Nu pratas det om att man inte ska köra 30% mer för bäst effekt utag utan kanske 45% mer som mest.
Detta ger 840*1,45/305=4 ggr mer energi för att förångas.

Så vi har iallafall ett spann på 3,6 - 4ggr

Intercooler hjälper ju till att hålla mer syre i luften in i cylindrarna inte enbart motverkning av knackningar. Så det är ju effektivitetsmässigt viktigt att ha ändå

 

[Färnbo]

Jag tror inte att det finns tid eller möjligheter att förånga mer än försumbara mängder E85 i insugningsrören. Det ska vi nog vara glada för eftersom det vi vill stoppa in i cylindern gärna får vara så smått som möjligt så vi får plats med mer.

Väl i cylindern utsätts bränsleblandningen för "gammal" värme i cylindern och själva kompressionen tillför mycket värme. "Men tryck gör att bränsle förångas vid en högre temperatur". Ja till en viss gräns men det finns en kritisk punkt.

De som inte upplever självantändning har förmodligen för dålig kompression. Etanol-miljö-mupparna har ju listat ut att om man höjer kompressionen försvinner en del av kallstartsproblematiken. Effektiviteten ökar eftersom man inte behöver öka tändningen för att börja elda bränsleblandning för att värma upp tillräckligt för att "explodera" resterande blandning.

Att självantäntningsproblemet försvinner med E85 kan illustreras så här kanske[siffror snodda tidigare i tråden]:

Energi för att förånga Bensin: 305 kJ/kg
Energi för att förånga E85: 840 kJ/kg

E85 behövs ökas med 30% för att fungera på samma sätt som bensin.

840*1,3/305=3,6

E85 blandningen behöver 3,6 ggr mer energi för att förångas. Därför försvinner alla självantändingsproblem. Även om man tar bort en LLK och kör varm luft kommer det att fungera väl. Men effektivt? Nä jag tror det finns mer effekt att hämta!

Blev detta överhuvudtaget begripligt?

Om vi har förångat etanolen så har lufttempen sjuknkit med x antal grader och x för etanol är minst ju minst 3,6 x för bensin, vilket ger att lufttempen har sjunkit en hel del och därigenom har syremolekylerna packats ihop och vi får på såsätt in mer syre.

Är jag rätt ute i mitt resonemang?

Var menar du att det finns mer effekt att hämta?

 

[MagnusK]

Om vi har förångat etanolen så har lufttempen sjuknkit med x antal grader och x för etanol är minst ju minst 3,6 x för bensin, vilket ger att lufttempen har sjunkit en hel del och därigenom har syremolekylerna packats ihop och vi får på såsätt in mer syre.

Är jag rätt ute i mitt resonemang?

Var menar du att det finns mer effekt att hämta?

Detta beror ju på var etanolen kyler luften. Den kylning som sker i cylindern hjälper ju inte till att få in mer syre

 

[Bo-Göran]

MagnusK
Ja, varför inte 4 ggr mer? En del miljökonverteringar ligger på en 15-16 i kompression...

Färnbo
Ditt resonemang saknar faktumet att bränslet sväller upp en 100-150ggr när det förångas. Den plats som luften lämnat har mer än ersatts av den plats bränsleångorna kommer att ta.

------

Jag tror man hämtar effekt genom att ha så tät luft så möjligt in i cylindern. Hade man kunnat skulle jag vilja sätta spridarna rakt i cylindern. Men för att kunna förånga detta till en punkt mycket nära självantändning krävs det kompression.
Vad tät luft är kan diskuteras. Det är inte enbart trycket som avgör detta utan även temperaturen. Det är lätt att stirra sig blind på bara trycket. Att ta ett tryckfall om 0,2 bar över en LLK lönar sig redan vid 20°C temperatursänkning runt en 2 bars övertryck.

Någon som har data på temperaturer och tryck över en LLK?

 

[Färnbo]

Detta beror ju på var etanolen kyler luften. Den kylning som sker i cylindern hjälper ju inte till att få in mer syre

Helt rätt.

 

[Bearing]

Nu förstår jag dig Bo-Göran. Märkligt att ingen tidigare tänkt på att det är en nackdel att förånga innan cylindern p.g.a. att ångorna tar plats.

Frågan är om du har rätt? Jag kan inte komma varför ditt resonemang inte skulle stämma. Jag har däremot läst en text som visar att ju mer bränsle som sprutas in ju högre luftmassa kommer in i cylindern p.g.a kylningseffekten det förångande bränslet har.

När det gäller densitet för luft är det så att den är proportionell mot absoluttrycket och omvänt proportionell mot absoluttemperaturen.

 

[Färnbo]

Nu förstår jag dig Bo-Göran. Märkligt att ingen tidigare tänkt på att det är en nackdel att förånga innan cylindern p.g.a. att ångorna tar plats.

Frågan är om du har rätt? Jag kan inte komma varför ditt resonemang inte skulle stämma. Jag har däremot läst en text som visar att ju mer bränsle som sprutas in ju högre luftmassa kommer in i cylindern p.g.a kylningseffekten det förångande bränslet har.

När det gäller densitet för luft är det så att den är proportionell mot absoluttrycket och omvänt proportionell mot absoluttemperaturen.

Jodå Mitsubisi har väl redan tänkt på det med sin direktinsprutade, dvs samma princip som en diesel. Fast i det fallet så siktar man inte bara på effekt utan mera på miljön och låg förbrukning.

Är inte hundra på om det var mitshubishi men någon japs är det iaf.

Jag tror ändå att det är bättre att spruta in såsen tidigt så att den får god tid på sig att förångas/kyla inluften.

Att själva bränslet volymässigt sväller 100 ggr är ju ganska förumbart då volymen bränsle för ett vettigt blandningsförhållande uppgår till ca 1/8500

 

[Bearing]

Jag menade i tråden, att ingen i tråden tänkt på det tidigare.

När bränslet är helt förångat borde väl dess volym vara proportionellt mot blandningsförhållandet? Volymen av en gas är ju proportionell mot dess massa.
Om jag tänker rätt kommer mellan 1/15-del och 1/7-del, eller något sådant (beroende på bränsle), av volymen tas upp av bränslet när det är helt förångat. Det gäller då att luften kylts så mycket att densiteten ökat för att kompensera detta. Borde man ju kunna räkna fram också...

 

[Färnbo]

Jag menade i tråden, att ingen i tråden tänkt på det tidigare.

När bränslet är helt förångat borde väl dess volym vara proportionellt mot blandningsförhållandet? Volymen av en gas är ju proportionell mot dess massa.
Om jag tänker rätt kommer mellan 1/15-del och 1/7-del, eller något sådant (beroende på bränsle), av volymen tas upp av bränslet när det är helt förångat. Det gäller då att luften kylts så mycket att densiteten ökat för att kompensera detta. Borde man ju kunna räkna fram också...

Vet ej om volymen blir prop. mot blandningsförhållandet, viktmässigt sett så ligger det ju som du säger mellan 1/15 - 1/7.

Om luftens densitet är omvänt prop mot temp ökningen så når man status quo läge om bränslet klarar att kyla luften så att tempen sjunker 1/7.

Jag tror att bränslet klarar att kyla det hela mer, och om vi lusläser den här tråden från början till slut så finns det säkert beräkningar som visar att så är fallet, vilket ger att bränslet ska sprutas in så tidigt i systemet som möjligt.

Tidigare har ju exempel här i tråden visat att E85 "spöar" IC upp till ca 2 bars ladtryck.

Resonemanget är helt teoretiskt och jag har bortsett från alla problemsom det ger att spruta in tidgigt (bränsle alltså )

Nu ska jag åka och titta på skotercross på Romme, och när jag kommer tillbaka så är jag säker på att någon har orkat räknat och vi har alla svar här i tråden...

 

[Bo-Göran]

"Tidigare har ju exempel här i tråden visat att E85 'spöar' IC upp till ca 2 bars ladtryck."

Det är den uträkningen jag försöker opponera på så skonsamt som möjligt. För jag tror ju inte på den av olika anledningar...

Den uträkningen kollar hur mycket energi det finns i luften. Sen kollar man hur mycket energi det går åt att förånga en mängd E85. Därefter drar man minus den energin ur luften och kollar på vilken temperatur man hamnat på. Eller?

Är det möjligt att ha lite förångad E85 i en luft som helt plötsligt är 20°C varm? Jag är ganska säker på att man aldrig kan komma under förångningstemperaturen för E85 i ett och samma rör. Vid 2 bar är den tempen kanske 90-95°C.