Premièrement, toute simulation du flux d’air à travers le compresseur du turbocompresseur.
Comme nous le savons tous, les compresseurs sont largement utilisés comme méthode efficace pour améliorer les performances et réduire les émissions des moteurs diesel. Les réglementations de plus en plus strictes en matière d'émissions et la forte recirculation des gaz d'échappement risquent de pousser les conditions de fonctionnement des moteurs vers des régions moins efficaces, voire instables. Dans cette situation, les conditions de fonctionnement à faible vitesse et à charge élevée des moteurs diesel nécessitent que les compresseurs du turbocompresseur fournissent de l'air fortement suralimenté à de faibles débits. Cependant, les performances des compresseurs du turbocompresseur sont généralement limitées dans de telles conditions de fonctionnement.
Par conséquent, l’amélioration de l’efficacité du turbocompresseur et l’extension de la plage de fonctionnement stable deviennent essentielles pour les futurs moteurs diesel viables à faibles émissions. Les simulations CFD réalisées par Iwakiri et Uchida ont montré qu'une combinaison du traitement du boîtier et des aubes directrices d'entrée variables pourrait fournir une plage de fonctionnement plus large en comparant que celle utilisée indépendamment. La plage de fonctionnement stable est décalée vers des débits d'air inférieurs lorsque la vitesse du compresseur est réduite à 80 000 tr/min. Cependant, à 80 000 tr/min, la plage de fonctionnement stable devient plus étroite et le rapport de pression diminue ; ceux-ci sont principalement dus au débit tangentiel réduit à la sortie de la roue.
Deuxièmement, le système de refroidissement par eau du turbocompresseur.
Un nombre croissant d'efforts ont été testés pour améliorer le système de refroidissement afin d'augmenter le rendement grâce à une utilisation plus intensive du volume actif. Les étapes les plus importantes de cette progression sont le passage du (a) refroidissement de l'air au refroidissement par hydrogène du générateur, (b) du refroidissement indirect au refroidissement direct des conducteurs, et enfin (c) du refroidissement de l'hydrogène au refroidissement par eau. L'eau de refroidissement s'écoule vers la pompe à partir d'un réservoir d'eau disposé comme réservoir collecteur sur le stator. Depuis la pompe, l'eau s'écoule d'abord à travers un refroidisseur, un filtre et une vanne de régulation de pression, puis circule en parallèle à travers les enroulements du stator, les bagues principales et le rotor. La pompe à eau, ainsi que l'entrée et la sortie d'eau, sont incluses dans la tête de raccordement d'eau de refroidissement. Grâce à leur force centrifuge, une pression hydraulique est établie par les colonnes d'eau entre les boîtes à eau et les serpentins ainsi que dans les conduits radiaux entre les boîtes à eau et l'alésage central. Comme mentionné précédemment, la pression différentielle des colonnes d'eau froide et chaude due à l'augmentation de la température de l'eau agit comme une hauteur de pression et augmente la quantité d'eau circulant à travers les serpentins proportionnellement à l'augmentation de l'augmentation de la température de l'eau et de la force centrifuge.
Référence
1. Simulation numérique du débit d'air à travers des compresseurs de turbocompresseur à double volute, Énergie 86 (2009) 2494-2506, Kui Jiao, Harold Sun ;
2. PROBLÈMES D'ÉCOULEMENT ET DE CHAUFFAGE DANS L'ENROULEMENT DU ROTOR, D. Lambrecht*, Vol I84
Heure de publication : 27 décembre 2021