Newsgroup: it.discussioni.auto
Titolo: [Tecnico] Temperature dei gas di scarico nelle turbine

Prendendo spunto dal posto sulla nuova Ford Focus RS turbo,
in particolare sul discorso della temperatura dei gas di scarico
(che presentavano valori piuttosto alti, nell'ordine dei 960°C),
voglio riportare un piccolo parere tecnico che (spero!)
contribuisca a fare un po' di chiarezza sul perchè arrivare
a temperature così elevate in ingresso alla turbina.
Normalmente il turbo è assai meno rapido ad accelerare rispetto
al motore, originando il tipico (e penalizzante per il pilota) ritardo
di accelerazione ("turbo lag").
Per evitare questo fatto, si gioca su un termine molto importante
come la temperatura dei gas di scarico che vanno in turbina.
Già di per se l'apertura della farfalla, incrementando il carico del
motore, aumenta la temperatura di scarico ma la cosa può essere
ulteriormente incrementata variando il rapporto aria/combustibile
e l'anticipo di accenzione con l'intento di massimizzare per brevi
istanti la temperatura dei gas.
Siccome il motore ha appena finito un rilascio, la turbina si è
alquanto raffreddata e può quindi tollerare un breve eccesso di
temperatura al di sopra dei valore massimo accettabile a regime.
L'incremento della temperatura dei gas fa aumentare inoltre il
rapporto di espansione della turbina in quando le invia una data
portata in massa costituita da gas meno denso.
Un'altra possibilità di massimizzare l'accelerazione del turbo è
offerta dal frazionamento del turbo, cioè all'adozione, ad esempio,
di due turbo più piccoli invece di uno solo più grande.
Facendo qualche considerazione si riesce a dimostrare come in
turbo "simili", a parità di condizioni termodinamiche di
funzionamento, l'accelerazione è proporzionale all'inverso delle
dimensioni: quindi nel caso di confronto tra "mono" e "biturbo"
si ha un vantaggio teorico di accelerazione del turbo nell'ordine
del 40% a favore di quest'ultimo.
Per quanto riguarda i materiali con i quali vengono realizzate le
palettature delle turbine, vale la pena citare leghe particolari
composte da cobalto-nichel-cromo con aggiunta o meno
di tungsteno. Queste leghe ammettono temperature massima
in ingresso di turbine nell'ordine del 1000°C.

 in ingresso di turbine nell'ordine del 1000°C.
Vi sono anche alberini e giranti in titanio, che superano il limite del
migliaio di gradi
Ma l' idea della temperatura dei gas di scarico, dove l' hai trovata ?
E' roba ufficiale Ford ?
Ciao,
Luca
--
Mitsubishi Eclipse GSX AWD + Yamaha YZF 750 R (33; 3xx,135; MO city)
http://eclipseawd.topcities.com/
http://www.turbotrix.com/ccars/lscapinelli.shtml

 E' roba ufficiale Ford ?
No, assolutamente!
E' "roba" ingegneristica, spiegata da professori del Politecnico.
Non è una mia invenzione.
Se ti interessa, posso scendere nel dettaglio con formule, dati
e grafici.
--
Lorenzo
VW Lupo 1.4 TDI & Cagiva Mito 160
(23,75,40,NO)
"Avete scarsi riflessi? Lucidatevi meglio!"
ERBET...@LIBERO.IT

 e grafici.
Scendi, scendi nel dettaglio :)


 Scendi, scendi nel dettaglio :)
Dammi un po' di tempo che sto preparando due
esami... se vanno male mio padre scende nel
dettaglio con me poi!!! :-))


 Luca
Allora, vediamo se riusciamo a capirci.
Putroppo dovrò fare a meno di scrivere direttamente i termini
delle equazioni che stanno dietro questo ragionamento (ma a meno
di poter usare Equation Editor mi pare impossibile).
L'equazione fondamentale di equilibrio dinamico (cioè in moto
non stazionario) del turbo in un generico istante del suo moto di
accelerazione è un espressione in cui compaiono:
Al primo termine la potenza erogata dalla turbina nell'istante
considerato (già comprensiva delle perdite organiche del turbo
in quanto moltiblicato per il rendimento organico del turbo stesso):
Questa è data dal prodotto di: portata in massa della turbina G,
la temperatura del gas al suo ingresso T1, il calore specifico medio
a pressione costante cpg, l'esponente isentropico medio del gas kg,
il rapporto di espansione B, i rendimento adiabatico della turbina.
A meno del rendimento organico, l'espressione che moltiplica la
portata è il salto eintalpico effettivo della turbina.
Il secondo termine rappresenta la potenza assorbita dal compressore.
Vi compaiono portata in massa, temperatura dell'aria in ingresso,
calore specifico, esponente isentropico medio, rapporto di compressione
e rendimento adiabatico.
Il terzo termine rappresenta la variazione nel tempo dell'energia cinetica
del rotore del turbo (cioè qualcosa di proporzionale alla sua
accelerazione).
Per capirci, l'equazione ha una forma (indicando con I, II, III i termini
che la compongono):
   I - II  = III
L'accelerazione è massima quando è massima la differenza tra la potenza
erogata dalla turbina e quella assorbita dal compressore, differenza che
rappresenta la potenza accelerante del turbo.
Il primo termine, quello che interessa a noi (per il discorso che stiamo
facendo in questo momento, cioè sull'opportunità di avere una temp.
in ingresso alla girante della turbina elevata) è fatto più o meno così:
G*cpg*T1*....*eta
quindi è direttamente proporzionale alla temperatura in ingresso.
Volendo quindi avere massima questa differenza per il motivo
spiegato sopra, a parità degli altri parametri (quindi portata, rendimento,
calore specifico medio), occorre aumentare la temperatura in ingresso.
Dovrebbe essere tutto!!!
Spero di essermi spiegato! Se non ti è chiaro qualcosa, chiedi pure!


Arabo!!
MAF