Внутренне проходное сечение.
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Большая часть потери давления, при прохождении воздуха через интеркулер, определяется внутренним проходным сечением (ядра теплообменника).
Формулы для вычисления правильного проходного сечение для данного воздушного потока не существует,
однако опыт показал, что используя некоторые приемы можно получить удовлетворительные результаты.
Если бы не завихрители интеркулера (турбулизатор), можно было бы обойтись намного меньшим проходным сечением,
но теплопередача была бы значительно меньше.
Функции турбулизаторов в том, что бы не допускать ламинарного (слоистого) потока в интеркулере.
Если турбулизаторы расположены плотно, то каждая молекула надувного воздуха получает шанс прижаться к стенкам
интеркулера и передать ей тепловую энергию. Чем плотнее турбулизаторы, тем лучше теплообмен,
но выше потери потока.
И наоборот, при отсутствие турбулизаторов потери потока были бы минимальными, но и теплообмен будет недостаточным.
Если места для интеркулера достаточно, можно выбрать ядро с плотными турбулизаторами и скомпенсировать их высокое
сопротивление большим внутренним проходным сечением интеркулера.
Если пространство строго ограничено, необходимо применить ядро с турбулизаторами с низкой плотностью.
Размеры ядра.
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Как только внутреннее проходное сечение рассчитано, можно определить фактический размер ядра и его форму.
У большинства ядер каналами для прохода воздуха занято приблизительно 45 % общей площади.
Чтобы найти площадь, через которую будет проходить воздух, разделите внутреннее проходное сечение на эти 45%.
Длина вентиляционных каналов, умноженная на ширину ядра - фактическая лобовая площадь интеркулера.
Лобовая площадь.
Во многих отношениях, лобовая площадь отражает количество окружающего воздуха, который проходит через интеркулер,
чтобы охладить надувной воздух. Чем больше масса окружающего воздуха, который может пройти через ядро,
тем выше охлаждающая способность.
Фактический объем воздуха зависит от лобовой площади интеркулера и скорости движения автомобиля.
Таким образом, очевидно, что из 2х интеркулеров с фактически равным внутренним проходным сечением
тот, что имеет большую лобовую площадь, будет лучше.
Обтекаемая форма ядра.
Чем легче охлаждающий воздух перемещается сквозь интеркулер, тем больший объем воздуха пройдет и,
следовательно, больше охлаждающий эффект.
Например, если каналы в ядре имеют скругленный край со стороны поступающего окружающего воздуха,
объем проходящего воздуха будет больше.
Подвод охлаждающего воздуха.
Каналы для подвода воздуха могут улучшить характеристики интеркулера. Они заставляют поток двигаться сквозь ядро,
а не огибать его. Не недооценивайте способность каналов улучшить КПД интеркулера.
Возможно 20% улучшение КПД при использовании хорошего канала по сравнению с отсутствием специального подвода
охлаждающего воздуха.
При изготовлении каналов, стоит особенно обратить внимание на то, чтобы поток не имел возможности миновать интеркулер.
То есть уплотнения стыков, граней, углов, соединений. Отверстие для забора воздуха не обязательно должно быть
такой же площади, как и интеркулер. Исходя из практики,
вход канала может быть, по крайней мере,
равным одной четвертой площади интеркулера.
Это объясняется тем, что лишь четверть потока пройдет через интеркулер, если не принимать ни каких мер
для направления потока через него.
Толщина ядра.
Выбор толщины ядра интеркулера дает меньшую возможность для манипуляций, чем турбулизатор.
Дело в том, что вторая половина любого ядра делает только одну четвертую часть работы.
Добавление толщины к ядру действительно улучшит КПД, но прирост будет все меньше и меньше.
Другой отрицательный эффект: увеличивая толщину, мы затрудняем прохождение через интеркулер окружающего воздуха.
С увеличением толщины, коэффициент лобового сопротивления ядра повышается.
Правило: При рассмотрении различных вариантов интеркулера, толстое ядро - не самый подходящий вариант.
Направление потока.
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Оно должно быть ориентировано таким образом, чтобы внутреннее проходное сечение было максимальным.
Изготовление бачков интеркулера.
Есть несколько факторов, учитывая которые при проектировании бачков, можно улучшить КПД интеркулера
и уменьшить потери потока. Ошибочно считать, что весь поток воздуха может сам легко и удобно найти путь
в и из интеркулера. Направляя, мы облегчаем прохождение потока через интеркулер.
Вход потока в интеркулер.
Не правильно
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Не совсем правильно
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Правильно
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Серьезное улучшение КПД интрекулера возможно, если мы сможем получить равномерное распределение воздушного потока
сквозь каналы ядра. Это может быть достигнуто соответствующими направляющими (заслонками),
смонтированными во входной крышке. При определении положения входного отверстия в крышке
- основное требование:
равномерное распределение и свободное прохождение воздушного потока.
Выпуск потока из интеркулера.
Правильно
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
После того, как работа по распределению воздуха сделана входной крышкой, задача крышки на выходе интеркулера:
собрать весь поток и направить его к впускному коллектору.
При этом необходимо свести потери к минимуму. Направьте поток к выходу, сделайте небольшой объем,
не допуская внезапной перемены направления и резких поворотов.
Размер и форма труб.
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Есть число, которое скорость воздушного потока в трубе не должна превышать,
по причине быстро увеличивающегося сопротивления и нарастающих потерь потока.
Считают, что это приблизительно
140 метров в секунду.
Считают, что это приблизительно 450футов в секунду.
Если перевести 450 футов в сек то получим 493км/ч или 137м/сек
Сопротивление и, следовательно, потери потока, значительно возрастают при превышении этой скорости.
Правильность выбора диаметра труб можно проверить:
вычисляем максимально-достижимый воздушный поток, затем делим его на площадь патрубка,
взятую в квадратных футах, полученное значение делим на 60, чтобы преобразовать к футам в секунду.
Приближенное значение для максимального воздушного потока может быть получено умножением желаемой мощности на 1,5.
Таким образом, труба диаметром 2,5 дюйма будет соответствовать потоку 600cfm, не оказывая заметного сопротивления.
Можно легко
выбрать нужный диаметр трубы, вычислив
максимальный расход воздуха
и
разделив его на площадь сечения трубы.
Приближенное значение максимального расхода воздуха можно узнать,
умножив желаемую
мощность в л.с.
на 0,05.
Не пытайтесь использовать трубки бОльшего диаметра, тем чем это необходимо,
т.к. небольшое сопротивление, созданное в плавных изгибах, все равно останется.
Большие трубы только увеличат общий объем системы, а это совсем ни к чему.
Правило: большая труба не обязательно лучше малой.
Изгибы и переходы секций.
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Любой изгиб в трубе или резкое изменение поперечного сечения нужно рассматривать
как потенциальную потерю потока и источник увеличенного сопротивления.
Каждый раз, когда воздушный поток поворачивает на 90 градусов, происходит потеря
приблизительно 1% потока.
Три изгиба в 30 градусов дадут в сумме 90. Всегда используйте наибольший возможный радиус
для любого изменения направления. Конечно, в изгибе 90 градусов с малым радиусом потери
воздушного потока будут большие, чем при изгибе 90, но с большим радиусом закругления.
Переход от трубы одного диаметра к другому часто необходим при соединении
с корпусом дроссельной заслонки турбины или интеркулера.
Эти переходы секций нарушают плавность потока и создают потери.
При плавных переходах между секциями лучше использовать конические сегменты.
Патрубки и соединения.
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Все патрубки и соединения доставляют проблемы, т.к. считаются слабыми местами в системе впуска.
Не герметичность соединения патрубка вызовет потерю давления наддува.
Где используется система с датчиком массового расхода воздуха, двигатель не будет работать
в нормальном режиме. Когда патрубок рвется, двигатель сосет воздух в обход ДМРВ,
и таким образом датчик не может измерить весь воздух, поступающий в двигатель.
Проблемы с патрубками, возникают вследствие нагрузок. Каждое соединение испытывает нагрузку,
которая стремится разорвать соединение. Эта нагрузка равна отношению давления наддува
к площади поперечного сечения трубы.
Если давление наддува 20psi а патрубок интеркулера имеет диаметр 2 дюйма,
то сила стремящаяся разъединить это соединение будет равна 63 фунта.
Эта сила стянет патрубок с трубы, если шланг не закреплен.
Во многих случаях патрубок может выдержать усилия, приложенные к трубе,
но тогда патрубок может подвести в любой момент.
Самый легкий способ этого избежать: соединительная тяга между трубами,
которая будет нести нагрузку вместо шланга.
Ресурс патрубка тогда становится более высоким. Слабому патрубку трудно выдержать
эту нагрузку в горячей, агрессивной среде насыщенной углеводородами.
Необходимо чтобы материал патрубка был устойчив к бензину и маслу,
а так же выдерживал повышенную температуру. Патрубки делают из силикона.
Размещение интеркулера.
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
Размещение интеркулера обычно сводится к поиску пространства, где он может поместиться,
т.к. он достаточно большой. Пробуйте избежать размещения интеркулера в моторном отсеке
и позади радиатора охлаждения. Нагрев интеркулера от тепла под капотом может стать серьезной
проблемой. Изоляция и продуманное размещение труб могут помочь справиться с ней,
но, в общем, моторный отсек плохое место для интеркулера.
(картинка удалена, т.к. взломан хостинг)
В ситуации, где пространство лобовой площади для интеркулера ограничено, но достаточно глубины,
интеркулер можно расположить со смещением или под наклоном к набегающему потоку.