Hoeveel warmte onttrekt een turbocompressor aan de uitlaatgassen van een verbrandingsmotor?

Bij een verbrandingsmotor onttrekt de turbocompressor een aanzienlijke hoeveelheid warmte aan de uitlaatgassen om de turbine aan te drijven, die op zijn beurt de inlaatlucht comprimeert. De exacte hoeveelheid warmte die wordt onttrokken, hangt af van verschillende factoren, zoals het motorontwerp, de grootte van de turbocompressor en de bedrijfsomstandigheden. Algemeen wordt echter geschat dat een turbocompressor tot 35% van de totale warmte-energie uit de uitlaatgassen kan extraheren.

Hier is een overzicht van het warmteoverdrachtsproces in een turbocompressor:

1. Uitlaatgasstroom :De hete uitlaatgassen van de motor worden naar het turbinehuis van de turbocompressor geleid.

2. Turbinebladen :De uitlaatgassen met hoge snelheid raken de turbinebladen, waardoor ze snel gaan draaien.

3. Warmteoverdracht :Terwijl de turbinebladen draaien, absorberen ze warmte uit de uitlaatgassen door convectie en geleiding. Dit warmteoverdrachtsproces verhoogt de temperatuur van de turbinebladen en de omliggende componenten.

4. Asrotatie :De rotatie-energie van de turbinebladen wordt overgebracht naar de as van de turbocompressor.

5. Perslucht :De rotatie van de as drijft het compressorwiel aan het andere uiteinde van de turbocompressor aan. Het compressorwiel comprimeert de inlaatlucht, waardoor de druk en temperatuur toenemen.

6. Interkoeling (optioneel) :Sommige turbomotoren zijn voorzien van een intercooler tussen de turbocompressor en de motor. De intercooler helpt de perslucht te koelen, waardoor de dichtheid toeneemt en de motorprestaties verbeteren.

7. Verlaagde uitlaattemperatuur :Nadat ze door de turbocompressor zijn gegaan, zijn de uitlaatgassen doorgaans koeler en hebben ze een lagere energie-inhoud vergeleken met de ruwe uitlaatgassen van de motor.

Het is belangrijk op te merken dat de turbocompressor weliswaar warmte uit de uitlaatgassen onttrekt, maar ook de algehele efficiëntie van de motor verhoogt door de restwarmte te gebruiken om perslucht voor verbranding te genereren. Dit proces verbetert het brandstofverbruik en verbetert de motorprestaties.