Розробка методу оцінки ефективності ексергетичного коефіцієнта корисної дії хвильового обмінника тиску
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.323891Ключові слова:
ексергетичний ККД, обмінник тиску, продувка каналів ротора, свіжий заряд, рециркуляція продуктів згорянняАнотація
При всіх своїх незаперечних перевагагах, форсованим двигунам, оснащений газотурбінним наддувом (ГТН), властивий суттєвий недолік турбокомпрессора (ТКР), пов'язаний з інертністю ротора ТКР, яка спричиняє невідповідність витратних характеристик нагнітача гідравлічним потребам двигуна в перехідних режимах, зокрема при різкому розгоні автотранспортного засобу.
Альтернативним варіантом і одним з ефективних методів форсування двигуна з метою отримання високих техніко-економічних та екологічних показників робочого процесу в перехідних режимах роботи, як об'єкт дослідження, розглядається хвильовий обмінник тиску (ХОТ). Однак наявна інформація, пов’язана з енергообміном робочих тіл у вузлах хвильового обмінника, поки що недостатньо вивчена. Для часткового вирішення цієї проблеми розроблено метод оцінки ефективності ексергетичного ККД ХОТ, який враховує вплив часткової рециркуляції відпрацьованих газів (ВГ) та продувки комірок ротора свіжим зарядом.
На основі отриманих результатів доводочних досліджень, при встановленні закономірності зміни цих параметрів (продувки та рециркуляції), можна впливати на процес удосконалення робочого циклу та показники ексергетичного ККД обмінника тиску.
Раціональне поєднання продувки комірок ротора свіжим зарядом (від 4 до 8 %) та повторне використання частини продуктів згоряння (рециркуляція від 3 до 5 %) у робочому процесі нагнітача забезпечило підвищення значень ексергетичного ККД ХОТ з 0,72 до 0,91 та частково вирішило проблему досліджень.
Отримані дані можна реалізувати як на ранніх стадіях проєктування ХОТ, так і для вже існуючих модифікацій агрегатів наддуву в процесі їх подальшої модернізації та вдосконалення
Посилання
- Akbari, P., Nalim, R., Mueller, N. (2006). A Review of Wave Rotor Technology and Its Applications. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 128 (4), 717–735. https://doi.org/10.1115/1.2204628
- Costiuc, I., Chiru, A. (2017). EVOLUTION of the Pressure Wave Supercharger Concept. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 252, 012081. https://doi.org/10.1088/1757-899x/252/1/012081
- Costiuc, I., Chiru, A., Costiuc, L. (2022). A Review of Engine’s Performance When Supercharging by a Pressure Wave Supercharger. Energies, 15 (8), 2721. https://doi.org/10.3390/en15082721
- Costiuc, I., Chiru, A., Costiuc, L. (2018). Pressure Wave Technology - An interesting approach in supercharging. The Romanian Journal of Technical Sciences. Applied Mechanics, 63 (1), 50–73. Available at: https://rjts-applied-mechanics.ro/index.php/rjts/article/view/225/
- Korohodskyi, V., Kryshtopa, S., Migal, V., Rogovyi, A., Polivyanchuk, A., Slyn’ko, G. et al. (2020). Determining the characteristics for the rational adjusting of an fuel-air mixture composition in a two-stroke engine with internal carburation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (104)), 39–52. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200766
- Manoylo, V., Arhun, Shch., Migal, V., Hnatova, H., Korohodskyi, V., Zenkin, E., Shevchenko, I. (2023). Estimating Dynamic and Flow Characteristics of Electromagnetic Dispenser for The Kraz Truck Converted to Gas. International Journal of Integrated Engineering, 15 (4). https://doi.org/10.30880/ijie.2023.15.04.013
- Zsiga, N., Skopil, M. A., Wang, M., Klein, D., Soltic, P. (2021). Comparison of Turbocharging and Pressure Wave Supercharging of a Natural Gas Engine for Light Commercial Trucks and Vans. Energies, 14 (17), 5306. https://doi.org/10.3390/en14175306
- Jamil, A., Baharom, M. B., A. Aziz, A. R. (2021). IC engine in-cylinder cold-flow analysis – A critical review. Alexandria Engineering Journal, 60 (3), 2921–2945. https://doi.org/10.1016/j.aej.2021.01.040
- Korohodskyi, V., Rogovyi, A., Voronkov, O., Polivyanchuk, A., Gakal, P., Lysytsia, O. et al. (2021). Development of a three-zone combustion model for stratified-charge spark-ignition engine. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (110)), 46–57. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.228812
- Leahu, C. I., Radu, S. (2019). Reducing NOx emissions from diesel engines supercharged with pressure wave compressor driven by the electric motor. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 568 (1), 012028. https://doi.org/10.1088/1757-899x/568/1/012028
- Stuart, C., Spence, S. W., Teichel, S., Starke, A. (2020). Design and evaluation of an active inlet swirl control device for automotive turbocharger compressors. 14th International Conference on Turbochargers and Turbocharging, 1–14. https://doi.org/10.1201/9781003132172-01
- Manoilo, V. M., Kozlov, Yu. Yu. (2018). Systema rehuliuvannia nadduvu avtotraktornykh dvyhuniv dlia transportnykh zasobiv APK. Tekhnika i tekhnolohiya APK, 10-11 (108), 19–21. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Titapk_2018_10-11_8
- Abramchuk, F. I., Manoylo, V. M., Kabanov, A. N., Lipinskiy, M. S. (2010). Puti povysheniya tehniko-ekonomicheskih pokazateley gazovyh dvigateley s iskrovym zazhiganiem. Dvigateli vnutrennego sgoraniya, 1, 7–11. Available at: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/128
- Traupel, V. (1963). Teplovye turbomashiny. Moscow: Gosenergoizdat, 340.
- Hörber, H. U. (1969). Alschätrung der Verluste in inslationär-gasdunamischen Kanaltrommel-druck-tauschern. ETH, 241.
- Traupel, V. (1958). Teplovye turbiny. Vol. 1. Berlin: Shpringer, 362.
- Waleffe, J., Jenny, E., Muller, K. (1960). Pat. No. 378595. Brennkraft-maschine mit einem als Aufladegerät wirken-den Drucktauscher.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Volodymyr Manoylo, Volodymyr Korohodskyi, Alexander Voronkov, Andrii Avramenko, Ihor Nikitchenko, Ihor Shevchenko, Oleksandr Iesipov, Sergey Polyashenko, Eduard Teslenko, Daria Lemishko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
