A causa de les creixents demandes sobre l'eficiència dels motors dièsel, els turbocompressors estan sotmesos a temperatures més elevades. En conseqüència, la velocitat del rotor i els gradients de temperatura en operacions transitòries són més greus i, per tant, augmenten les tensions tèrmiques i centrífugues.
Per determinar el cicle de vida dels turbocompressors amb més precisió, el coneixement exacte de la distribució de temperatura transitòria a la roda de la turbina és essencial.
Les altes diferències de temperatura en els turbocompressors entre la turbina i el compressor condueixen a la transferència de calor des de la turbina en direcció a la carcassa del coixinet. Es va aconseguir una solució més precisa calculant el fluid al començament del procés de refredament examinat mitjançant la resolució temporal de totes les equacions. Els resultats d'aquest enfocament van complir molt bé les mesures transitories i en estat estacionari, i el comportament tèrmic transitori del cos sòlid es va poder reproduir amb precisió.
D'altra banda, ja l'any 2006 s'aconseguien temperatures de gas de fins a 1050°C en motors de gasolina. A causa de les temperatures més altes d'entrada de la turbina, la fatiga termomecànica es va centrar més. En els últims anys s'han publicat diversos estudis relacionats amb la fatiga termomecànica en turbocompressors. A partir del camp de temperatura previst i validat numèricament a la roda de la turbina, es van realitzar càlculs de tensió i es van identificar zones d'estrès tèrmic elevat a la roda de la turbina. Es demostra que la magnitud de la tensió tèrmica en aquestes zones pot estar en el mateix rang que la magnitud de la tensió centrífuga sola, el que significa que la tensió induïda tèrmicament no es pot descuidar en el procés de disseny d'una roda de turbina radial.
https://www.syuancn.com/aftermarket-komatsu-turbine-wheel-ktr130-product/
Referència
Ayed, AH, Kemper, M., Kusterer, K., Tadesse, H., Wirsum, M., Tebbenhoff, O., 2013, "Investigacions numèriques i experimentals del comportament tèrmic transitori d'una vàlvula de derivació de vapor a temperatures de vapor més enllà 700 °C", ASME Turbo Expo GT2013-95289, San Antonio, EUA
R., Dornhöfer, W., Hatz, A., Eiser, J., Böhme, S., Adam, F., Unselt, S., Cerulla, M., Zimmer, K., Friedemann, W., Uhl, „Der neue R4 2,0l 4V TFSI-Motor im Audi A3“, 11. Aufladetechnische Konferenz, Dresden, 2006
Hora de publicació: 13-mar-2022