Turbo-GeniusTM Simulation Tool

Turbo-genius™ - Προσομοίωση συστήματος στροβιλοϋπερπληρωτή - κινητήρα (D/G - T/C)

Γνωρίζοντας τη σημαντικότητα των εργαλείων προσομοίωσης, η TURBOMED S.A. συνεργάστηκε με το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (Ε.Μ.Π.- NTUA) για την, από κοινού, ανάπτυξη ενός ελληνικού λογισμικού προγράμματος που αναπαράγει τους χάρτες συμπιεστή-στροβίλου και μελετά το matching T/C και μηχανής του πλοίου. Μετά από πολυετή έρευνα, η εταιρεία μας και το Ε.Μ.Π. είναι σε θέση να παρουσιάσουν το λογισμικό Turbo-genius™. Το εν λόγω υπολογιστικό εργαλείο μοντελοποιεί τόσο τον υπερπληρωτή, όσο και τον κινητήρα ντίζελ, επιτρέποντας, με αυτόν τον τρόπο, να αξιολογηθεί το matching μεταξύ μηχανής και T/C. Επιπρόσθετα, το Turbo-genius™ αξιολογεί την απόδοση του turbocharger και συγκρίνει τα τελικά αποτελέσματα με τα αναμενόμενα μεγέθη από τα shop/sea trials και τις αναφορές απόδοσης (performance reports).

Turbo-genius™ - Προσομοίωση συστήματος στροβιλοϋπερπληρωτή - κινητήρα (D/G - T/C)

retrofit-chrt2

Συμπιεστής
Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του συμπιεστή εισάγονται ως δεδομένα στο μοντέλο προσομοίωσης (hub radius, impeller tip diameter, backswept angle, variation of thickness of impeller vanes κ.τ.λ.) και γίνεται εκτίμηση χάρτη. Εάν ο χάρτης είναι διαθέσιμος, ψηφιοποιείται και εισάγεται στο μοντέλο του συμπιεστή. Ο σχεδιασμός της πτερωτής συμπιεστή προκύπτει από τις αεροδυναμικές απαιτήσεις και τα όρια μηχανικής αντοχής. Τα διαχωριστικά πτερύγια (splitter vanes) είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο, ώστε να βελτιώνουν την ομαλότητα της ροής του αέρα και να αποτρέπουν την αποκόλλησή της. Έτσι, μειώνονται οι διαταραχές στη ροή και τα προβλήματα κραδασμών.

Turbine - Στρόβιλος
Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του στροβίλου χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισαγωγής στο μοντέλο για την εκτίμηση του χάρτη στροβίλου (turbine map). Το μοντέλο αυτό προσομοιώνει τις χαρακτηριστικές λειτουργίας του στροβίλου και εξασφαλίζει το σωστό matching ανάμεσα στον συμπιεστή και τον στρόβιλο, ώστε να εξασφαλιστεί η βέλτιστη και χωρίς προβλήματα λειτουργία. O στρόβιλος πρέπει να αντέχει υψηλές θερμοκρασίες, να είναι αποδοτικός σε ένα μεγάλο εύρος παροχής μάζας και, τελικά, να είναι όσο το δυνατό πιο αξιόπιστος. Επιπρόσθετα, στην εξαγωγή καυσαερίων τα συστήματα σταθερής πιέσεως και συστήματα παλμών λαμβάνονται υπ’ όψιν, καθώς στα τελευταία οι συνθήκες ροής είναι ασταθείς και, χωρίς σωστό σχεδιασμό, η αξιοπιστία του T/C είναι αμφίβολη.

Diesel Engine
Οι κύριες παράμετροι της μηχανής (bore, stroke, rpm, combustion rate, friction losses, heat losses) χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου στο μοντέλο. Το αποτέλεσμα της προσομοίωσης συνδυάζεται με το μοντέλο του T/C και αποτυπώνει, επίσης, τη χαρακτηριστική γραμμή λειτουργίας της μηχανής. Εφόσον τα δεδομένα είναι επαρκή και εάν υπάρχει διαθέσιμο χρονικό περιθώριο, μπορεί να γίνει προσομοίωση ενός εξελιγμένου μοντέλου diesel, που εκτιμά εκπομπές ρύπων.

Turbo matching
Όλα τα προαναφερθέντα υποσυστήματα προσομοιώνονται σαν ένα ενιαίο σύστημα, ώστε να εκτιμηθεί η απόδοση της μηχανής και να αξιολογηθεί το matching ανάμεσα στο T/C και τη μηχανή. Η αξιολόγηση του σωστού matching μεταξύ της μηχανής και του T/C εξαρτάται από τον τύπο της μηχανής και τις ανάγκες της στο σημείο λειτουργίας (MCR). Γενικά, ο στόχος είναι να επιλεχθεί ένα T/C, έτσι ώστε η γραμμή λειτουργίας του κινητήρα να διέρχεται από τα highest efficiency islands του compressor map, έχοντας ταυτόχρονα ασφαλή απόσταση από τη γραμμή πάλμωσης.

Ενδείξεις ότι το Τ/C χρειάζεται Retrofit:

  • Υψηλές θερμοκρασίες καυσαερίων.
  • Η πίεση σαρώσεως δεν αυξάνεται με την αύξηση του φορτίου.
  • Το πλήρες φορτίο δεν μπορεί να επιτευχθεί.
  • Υψηλές εκπομπές καυσαερίων.
  • Η διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων/αναλώσιμων του T/C μειώνεται αδικαιολόγητα γρήγορα.

Comments are closed.