WP11 Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním...

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka- AutoSympo a Kolokvium Božek 31. 10. až 2. 11. 2017, Roztoky -

TE 0102 0020 Str. 1 Za WP 11 Jindřich Hořenín

Centrum kompetence automobilového průmyslu

Josefa Božka

WP11:Návrh a optimalizace provozu inovačních motorů na alternativní paliva: EV/AV pro SVA prioritu [A]Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním balíčkuAICTA Design Work, s.r.o. – Ing. Luděk KabelaČlenové konsorcia podílející se na pracovním balíčkuČeské vysoké učení technické v Praze – Ph.D. Marcel ŠkarohlídHlavní cíl balíčkuNávrh motoru na plynná paliva a pyrolýzní plyny, využití energie výfukových plynůDílčí cíle balíčku pro nejbližší obdobíWP11A08 Závěrečná optimalizace a změny konstrukce motorů na nekvalitní palivoWP11C03 Optimalizované parametry spalovacího motoru a parního stroje.Modul pro nízkoteplotní cykly v systému DASY 1.6.2017

WP11M02 Funkční vzorek spalovacího motoru – optimalizovaná verze spalovacího motoru

Popis obsahu balíčku WP 11: Návrh a optimalizace provozu inovačních motorů na alternativní paliva




Josefa Božka

Plnění cílů

Přehled splatných výsledků a jejich plněníWP11A08 Závěrečná optimalizace a změny konstrukce motorů na nekvalitní palivoWP11C03 Optimalizované parametry spalovacího motoru a parního stroje.Modul pro nízkoteplotní cykly v systému DASY 1.6.2017

WP11M02 Funkční vzorek spalovacího motoru – optimalizovaná verze spalovacího motoru





Josefa Božka


Experiment na motoru 12V 1350Optimalizace návrhu je úzce propojena se simulacemi v programu GT-power. Doposud používaný model hoření byl kalibrován na plynovém motoru s homogenní směsí zapalovaný svíčkou. Hlavní motivace: Získání dat pro kalibraci modelu na motoru obdobných parametrů.Parametry motoru ADW:Konverze turbodieslového generátoru na zemní plyn.




Josefa Božka


• Měření na motoru 12V 1350 Optimalizace chladicího okruhu motoru

Nízko-teplotníokruh -voda

chladič vzduchu

chladič motoruHT

chladič výfuku

chladič oleje

Qext 25 m3/h

EXT2 43°C

TK2 108°CQvýf 5400 kg/h

Qchl 65 m3/hQvz 4100 m3/h

Qol 45 m3/h

Qlt 65 m3/h

LT151°C

LT2 52°C

chladič LT

CH1 78°C TV3 465°C

TV4 158°C

T01 82°C

LT3 55°C

CH2 74°C

EXT1 32°C

EXT3 55°C

EXT4 75°C

TO2 75°C

TK3 55°C

topeníchladiče

regulace

regulace

Qext 25 m3/h

EXT5 37°C

chladič vzduchu

chladič motoruHT

chladič výfuku

chladič oleje

Qext-125 m3/h

EXT2 45°C

TK2 110CQvýf 5400 kg/h

Qchl 65 m3/hQvz 4100 m3/h

Qol 45 m3/h

CH1 85°C TV3 470°C

TV4 152°C

T01 82°CCH2 75°C

LT1 37°C

EXT3 58°C

EXT4 82°C

TO2 75°C

TK3 50°C

topeníchladiče

regulace

EXT5 37°C

regulace

LT2 40°C

Qext-37 m3/h

Qext-220 m3/h




Josefa Božka


Economizer 1 Economizer 2 Odpařovák přehřívákm° kg/s 0,25 0,25 0,25 0,25T2 degC 108 212,4 212,4 400T1 degC 81,3 108 212,4 212,4H° kW 30,46 119,13 472,45 149,68Energeticka bilance % 1,08% 4,21% 16,69% 5,29%

fluid WATERp steam 20 bar T sat steam 212,4°Cp cond 0,5 bar T sat steam 81,3°C

ZÁSOBNÍK

VÝVĚVA

CHLADÍCÍ VĚŽ

KONDENZÁTOR

NAPÁJECÍČERPADLO

CHLADIČOLEJE

ECONOMIZER2

ODPAŘOVÁK

PŘEHŘÍVÁK

PARNÍSTROJ

VÝFUKOVÉPLYNY

CHLADIČMOTOROVÉCHL.KAPALINY

MEZICHLADIČPLNICÍHOVZDUCHU




Josefa Božka

n


předpokládané parametry pro teoretický diadram:- škodný prostor 10% Vc- plnění páry10 % zdvihu- výfuk páry 80% zdvihu- integrál p-V diagramu 146,3 kW

2 VÁLEC 1 VÁLEC TEORETICKÝ [° ] [% ] [° ] [% ] [° ] [% ]

1 PLNĚNÍ OTVÍRÁ -9 -3 01 PLNĚNÍ ZAVÍRÁ 29 26 18

DÉLKA OTEVŘENÍ PLNĚNÍ 38 21,1 29 16,1 18 10,03 VÝFUK OTVÍRÁ 134 127 1804 VÝFUK ZAVÍRÁ 266 259 324

DÉLKA OTEVŘENÍ VÝFUK 132 73,3 132 73,3 144 80,0DÉLKA OTEVŘENÍ VÝFUK PO DU 86 79 144DÉKLA EXPANZE 105 101 162

2 VÁLEC




Josefa Božka

Popis plnění balíčku WP 11: Návrh a optimalizace provozu inovačních motorů na alternativní paliva

Návrh geometrie pístového parního stroje

typ motoruvrtání[mm]

zdvih[mm]

zdvihovýpoměr

počet válců

zdvihovýobjem[l]

výkon[kW]

litrovývýkon

[kW/l]

přetlak páry[bar]

otáčky[1/min]

střednípístová rychlost[m/s]

lokomotiva řady 556 550 660 1,20 2 627,22 1500 2,39 18 303 6,67

2 válec 221 328 1,48 2 50,33 182,5 3,63 20 500 5,51 válec 380 450 1,18 1 102,07 182 1,84 20 250 3,8

vs tupnípára

výs tupnípára

Tlak [ba r] 20 1Teplo ta [°C] 468.4 99.6Hus to ta [kg/m3] 5.951 0.590Měrný objem [m3/kg] 0.168 1.690

Entropy [kJ /kgK] 7.342 7.342

Enthalpy [kJ /kg] 3398.622 2674.948Objemový průtok [m3/s ] 0.0420 0.4235

Vrtání [mm] 221 380zdvih [mm] 328 450

poče t válců [-] 2 -dvou-činný

1 -dvou-činný

s třední pís tová rychlos t [m/s ] 5,465 3,8

Zdvih/Vrtání [-] 1,48 1,18Objem [dm3] 50,4 102,1o táčky [1/min] 500 250indikovaný výkon [kW] 182,5 182




Josefa Božka

Popis plnění balíčku WP 11: Návrh a optimalizace provozu inovačních motorů na alternativní paliva1 – D model pístového parního stroje

1-D model v GT- SuitPředpokládaná geometrie potrubíDvojčinný pístPředpokládané průtoky ventilůpředpokládané parametry:- škodný prostor 10% Vc- plnění páry10 % zdvihu- výfuk páry 80% zdvihu- integrál p-V diagramu 146,3 kW




Josefa Božka

Vít Doleček ČVUT1D model parního stroje modul pro DASY

Výtah z provedených prací na WP 11: Návrh a optimalizace provozu inovačních motorů na alternativní




Josefa Božka

Parametrický model v Creo pro DASYNávrh reálných ventilů a konstrukce parního strojeModifikace 1D modelu dle reálné konstrukce a optimalizace

Návrh dalšího postupu v balíčku WP 11: Návrh a optimalizace provozu inovačních motorů na alternativní paliva




Josefa Božka

Celkové zhodnocení dopadu výsledků a jejich průběžná i budoucí realizace

Spoluprací mezi balíčky WP 03 a WP 11 bylo prakticky prověřeno využití výpočetního modelu spalování. Naměřená data pak byla zpětně použita pro kalibraci modelu.Byl prakticky odladěn systém plynového motoru zapalovaného vstřikem nafty za použití vstřikovacího systému Common Rail.

Naměřená data byla také využita pro kalibrace modelů motoru v prostředí GT Suit.

Byly vytvořeny moduly ORC systému a parního oběhu pro maximální využití energie výfukových plynů. Tyto balíčky jsou zapracovány do systému DASY.

Příprava Smluv o využití výsledků (SoVV) a v nich obsažených Implementačních plánů.





Josefa Božka

Výtah z prací 2012-2017 na WP 11: Návrh a optimalizace provozu inovačních motorů na alternativní paliva

• Pro/ENGINEER GT-power

FLUENT

Model 1-válce - 2013

Model hoření - 2014 Experiment – 2015-2017

Výpočty proudění - 2013

Stavba motoru

Návrh ORC - 2014

Testování

ORC systém

Parní oběh Návrh parního oběhu - 2016

Stavba motoru - 2015

ZÁSOBNÍK

VÝVĚVA

CHLADÍCÍ VĚŽ

KONDENZÁTOR

NAPÁJECÍČERPADLO

CHLADIČOLEJE

ECONOMIZER2

ODPAŘOVÁK

PŘEHŘÍVÁK

PARNÍSTROJ

VÝFUKOVÉPLYNY



Návrh přepouštěcích kanálů - 2013

Konstrukce motoru - 2014

GT-suit

1-D model parního stroje - 2017

• CREO

model parního stroje - 2017

parametrický model parního stroje - 2017




Josefa Božka

Results of WP11: Design and optimalization of operation of innovativeengines on alternative fuels. –Achieved 2012-2017

• Pro/ENGINEER GT-power

FLUENT

Simulation model - 2013

Combustion model- 2014Experiment – 2015-2017

Flow simulation - 2013

Engine bulding

ORC designe - 2014

Testování

ORC system

Steam circuit Steam ciycle- 2016

Engine bulding - 2015

ZÁSOBNÍK

VÝVĚVA

CHLADÍCÍ VĚŽ

KONDENZÁTOR

NAPÁJECÍČERPADLO

CHLADIČOLEJE

ECONOMIZER2

ODPAŘOVÁK

PŘEHŘÍVÁK

PARNÍSTROJ

VÝFUKOVÉPLYNY



Designe of inlet channels - 2013

Engine designe - 2014

GT-suit

1-D model of steam piston expander - 2017

• CREO

PARAMETRIC model of steampiston expander - 2017

model of steam piston expander - 2017




Josefa Božka

Vít Doleček ČVUT Jindřich Hořenín ADW1D model parního stroje modul pro DASY parametrický model parního stroje pro DASY

Výtah z provedených prací na WP 11: Návrh a optimalizace provozu inovačních motorů na alternativní




Josefa Božka

Vít Doleček ČVUT Jindřich Hořenín ČVUT1-D model of stream piston expander for parametric model of stream piston for DASY

DASY

Abstract 2017 of WP11: Design and optimalization of operation of innovativeengines on alternative fuels.

Date post:	06-Mar-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	0 times
Download:	0 times

WP11 Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním...

Documents