En primer lloc, qualsevol simulació del flux d'aire a través del compressor del turbocompressor.
Com tots sabem, els compressors s'han utilitzat àmpliament com a mètode eficaç per millorar el rendiment i disminuir les emissions dels motors dièsel. És probable que les regulacions d'emissions cada cop més estrictes i la recirculació pesada dels gasos d'escapament impulsin les condicions de funcionament del motor cap a regions menys eficients o fins i tot inestables. En aquesta situació, les condicions de treball de baixa velocitat i alta càrrega dels motors dièsel requereixen que els compressors del turbocompressor subministrin aire altament augmentat a cabals baixos, però, el rendiment dels compressors del turbocompressor sol ser limitat en aquestes condicions de funcionament.
Per tant, millorar l'eficiència del turbocompressor i ampliar el rang de funcionament estable s'estan convertint en crítics per als futurs motors dièsel de baixes emissions viables. Les simulacions CFD realitzades per Iwakiri i Uchida van demostrar que una combinació tant del tractament de la carcassa com de les paletes de guia d'entrada variable podria proporcionar un rang de funcionament més ampli comparant-les que la utilitzant cadascuna de forma independent. El rang d'operació estable es desplaça a un cabal d'aire més baix quan la velocitat del compressor es redueix a 80.000 rpm. Tanmateix, a 80.000 rpm, el rang de funcionament estable es fa més estret i la relació de pressió es fa més baixa; aquests es deuen principalment al flux tangencial reduït a la sortida de l'impulsor.
En segon lloc, el sistema de refrigeració per aigua del turbocompressor.
S'han provat un nombre creixent d'esforços per millorar el sistema de refrigeració per tal d'augmentar la producció mitjançant un ús més intensiu del volum actiu. Els passos més importants d'aquesta progressió són el canvi de (a) refrigeració d'aire a hidrogen del generador, (b) refrigeració indirecta a directa del conductor i, finalment, (c) refrigeració d'hidrogen a aigua. L'aigua de refrigeració flueix a la bomba des d'un dipòsit d'aigua que està disposat com un dipòsit de capçalera a l'estator. Des de la bomba, l'aigua flueix primer a través d'un refrigerador, un filtre i una vàlvula reguladora de pressió, després viatja en camins paral·lels a través dels bobinatges de l'estator, els casquilles principals i el rotor. La bomba d'aigua, juntament amb l'entrada i sortida d'aigua, s'inclouen al capçal de connexió d'aigua de refrigeració. Com a conseqüència de la seva força centrífuga, s'estableix una pressió hidràulica per les columnes d'aigua entre les caixes d'aigua i les bobines així com en els conductes radials entre les caixes d'aigua i el pas central. Com s'ha esmentat abans, la pressió diferencial de les columnes d'aigua freda i calenta a causa de l'augment de la temperatura de l'aigua actua com a capçal de pressió i augmenta la quantitat d'aigua que flueix a través de les bobines en proporció a l'augment de la temperatura de l'aigua i la força centrífuga.
Referència
1. Simulació numèrica del flux d'aire a través de compressors de turbocompressor amb disseny de doble voluta, Energy 86 (2009) 2494–2506, Kui Jiao, Harold Sun;
2. PROBLEMES DE FLUX I ESCALFAMENT EN EL BOBINAT DEL ROTOR, D. Lambrecht*, Vol I84
Hora de publicació: 27-12-2021