Momento meccanico in funzione all'energia
Salve ho una domanda da porvi, spero di essere nella sezione giusta.
Dato un Motore endotermico con le seguenti caratteristiche:
Cilindrata: 3000cc
N°Cilindri: 6
Alimentazione: Diesel
Pressione Turbo: 2,6 bar relativi - 3,6 bar assoluti di picco
AFR: 12,8 fissi - Lambda: 0,870
RPM Max: 5000
N.M Max: 900
volevo sapere come posso trovare quanti milligrammi di carburante devo iniettare per poter ottenere ai vari giri di rotazione la coppia desiderata
Es. a 2000 rpm voglio una coppia di 300 nm quanti mg di carburante devo iniettare? inoltre la quantità iniettata a quanti KW corrispondono?
data la formula: KW= (nm*(2*3,14)*(rpm/60))/1000
so che, usando l'esempio di prima a 2000 giri con una coppia di 300 nm ho una potenza di 63 kw ca. però non riesco a trovare a quanti milligrammi di carburante corrispondono.
Inoltre sapendo che 1kg di gasolio è uguale a ca. 4200 kcal tramite la conversione si sa che 1mg è pari a 0,0042 kcal
Grazie a tutti.
Dato un Motore endotermico con le seguenti caratteristiche:
Cilindrata: 3000cc
N°Cilindri: 6
Alimentazione: Diesel
Pressione Turbo: 2,6 bar relativi - 3,6 bar assoluti di picco
AFR: 12,8 fissi - Lambda: 0,870
RPM Max: 5000
N.M Max: 900
volevo sapere come posso trovare quanti milligrammi di carburante devo iniettare per poter ottenere ai vari giri di rotazione la coppia desiderata
Es. a 2000 rpm voglio una coppia di 300 nm quanti mg di carburante devo iniettare? inoltre la quantità iniettata a quanti KW corrispondono?
data la formula: KW= (nm*(2*3,14)*(rpm/60))/1000
so che, usando l'esempio di prima a 2000 giri con una coppia di 300 nm ho una potenza di 63 kw ca. però non riesco a trovare a quanti milligrammi di carburante corrispondono.
Inoltre sapendo che 1kg di gasolio è uguale a ca. 4200 kcal tramite la conversione si sa che 1mg è pari a 0,0042 kcal
Grazie a tutti.
Risposte
volevo rettificare il post poichè ho confuso i Joule con le calorie del gasolio:
1mg di gasolio = 0,0102 Kcal
1mg di gasolio = 0,0102 Kcal
Up
1kw=860Cal/h
Ciao grazie della risposta ma non è quello che chiedevo. Cerco di essere più esplicito.
Sapendo che 1 mg di carburante corrisponde a 0,0102 kcal e 1 kw a 860 kcal/h (14,3 kcal minuto)
Considerando che devo sviluppare 414 kw al minuto per un totale di 5934 kcal minuto di quanto carburante ho bisogno?
Grazie
Sapendo che 1 mg di carburante corrisponde a 0,0102 kcal e 1 kw a 860 kcal/h (14,3 kcal minuto)
Considerando che devo sviluppare 414 kw al minuto per un totale di 5934 kcal minuto di quanto carburante ho bisogno?
Grazie
Banalmente, se l'energia contenuta nel carburante e' $alpha$, espressa in $[J]/[kg]$, per sviluppare la potenza $P$ (in watt), devi bruciare $Q=P/[eta*alpha]$ con $Q$ in $[kg]/[sec]$.
"devo sviluppare 414 kw al minuto"
non ha senso fisico. La potenza ha gia' il concetto di tempo insito nella sua stessa definizione. Forse volevi scrivere "sviluppare energia pari a $[414 kw*min]?"
"devo sviluppare 414 kw al minuto"
non ha senso fisico. La potenza ha gia' il concetto di tempo insito nella sua stessa definizione. Forse volevi scrivere "sviluppare energia pari a $[414 kw*min]?"
Grazie della risposta dunque per potenza al minuto intendevo dire che al regime di rotazione massimo di 4400 giri al minuto eroga una potenza di 414Kw. Poi per quanto riguarda la formula non ho capito a cosa si riferisce la lettera eta
Ok, e' improprio parlare di potenza al minuto.
$P/alpha$ e' il valore teorico di consumo, quello che consumeresti se il motore avesse rendimento unitario.
Il motore avra' un rendimento <1: non tutto il contenuto energetico del carburante si trasforma in potenza all'albero.
Ergo devi dividere per il rendimento $eta$ per avere il consumo effettivo .
$P/alpha$ e' il valore teorico di consumo, quello che consumeresti se il motore avesse rendimento unitario.
Il motore avra' un rendimento <1: non tutto il contenuto energetico del carburante si trasforma in potenza all'albero.
Ergo devi dividere per il rendimento $eta$ per avere il consumo effettivo .
Dunque ho capito che [eta] è il rendimento diretto, però a conti fatti c'è qualcosa che non mi torna; ovvero io in tabella ho alcuni dati creati direttamente dal sistema che mi dicono che per sviluppare 200 kw a parità di regime con una coppia di 600 nm ho bisogno di bruciare circa 75 mg di carburante però secondo il tuo calcolo ne dovrei bruciare 46 mg
Quello che volevo dire è che la formula non valuta alcune variabili cioè se io aumento la forza e ottengo una potenza uguale ma ad una velocità angolare inferiore avrò bisogno di più carburante; cosa che la formula non viene calcolato. Se io erogo, per esempio, 200 kw a 4400 giri con coppia di 450 nm poi erogassi sempre 200 kw ma a 2000 giri con un aumento del momento torcente a 600 nm la formula direbbe sempre che necessito della solita quantità, fatto assolutamente non vero.
La formula vale sempre. Ma ogni motore ha una curva caratteristica RPM-coppia. La coppia aumenta con i giri, fino a un massimo, e poi diminuisce, in genere.
Se non hai le curve caratteristiche del motore (rendimento e coppia in funzione dei giri) puoi valutare ben poco
Se non hai le curve caratteristiche del motore (rendimento e coppia in funzione dei giri) puoi valutare ben poco
Si è vero che la formula vale sempre però come hai detto te non valuta la curva caratteristica del motore. Io purtroppo non ho progettato il motore quindi non ho le curve; però le domande sono 2: posso ricavare la curva in qualche modo? Secondo, se avessi a disposizione la curva caratteristica, abbinandola alla formula dei post precedenti come si trasformerebbe? Grazie ancora mi hai tolto parecchi dubbi.
La caratterisitica te la da il costruttore.
Se hai un banco prova te la trovi tu.....
Una volta che hai la caratterisitica, per ogni RPM, la potenza e' $Comega$. E per ogni rpm hai il rendimento e quindi puoi stimare il consumo
Se hai un banco prova te la trovi tu.....
Una volta che hai la caratterisitica, per ogni RPM, la potenza e' $Comega$. E per ogni rpm hai il rendimento e quindi puoi stimare il consumo
Ma la curva che dici te è questa?:
https://5series.net/info/options/engine ... _curve.jpg
Poi la formula che hai detto $ Comega $ me la spiegheresti più dettagliatamente? Non ho capito che variabili sono
https://5series.net/info/options/engine ... _curve.jpg
Poi la formula che hai detto $ Comega $ me la spiegheresti più dettagliatamente? Non ho capito che variabili sono
Ma scusa, ma cosa studi?
Perche' se ti imbarchi in questi progetti un minimo di conoscenza la devi avere. Anche perche cosi io calibro le risposte.
Si, le curve sono quelle: coppia e potenza sono date nel grafico.
Se prendi un valore qualsiasi di giri, lo trasformi in rad/sec $omega$ (basta dividere per 10 circa) e lo moltiplichi per la coppia $C$ a quei giri, ottieni la potenza (la curva piu alta delle 2).
Questo non ti basta per trovare il consumo, perche queste curve ti danno coppia e potenza in funzione degli RPM, ma devi avere anche il rendimento del motore.
Perche' se ti imbarchi in questi progetti un minimo di conoscenza la devi avere. Anche perche cosi io calibro le risposte.
Si, le curve sono quelle: coppia e potenza sono date nel grafico.
Se prendi un valore qualsiasi di giri, lo trasformi in rad/sec $omega$ (basta dividere per 10 circa) e lo moltiplichi per la coppia $C$ a quei giri, ottieni la potenza (la curva piu alta delle 2).
Questo non ti basta per trovare il consumo, perche queste curve ti danno coppia e potenza in funzione degli RPM, ma devi avere anche il rendimento del motore.
Io sono diplomato in informatica. Mi imbarco in questi argomenti perché mi piacciono e mano mano che mi trovo davanti i vari problemi chiedo consiglio a quelli più esperti di me, dato che oltre alla teoria ci affianco anche la pratica; in questo caso sto studiando il sistema DME di un'auto.
P.S: per quanto riguarda la preparazione considera che non sono completamente acerbo ne a livello teorico che pratico (di un po'tutte le materie) però giustamente come hai potuto vedere tutto non so e proprio per questo mi piace chiedere più nel dettaglio.
P.S: per quanto riguarda la preparazione considera che non sono completamente acerbo ne a livello teorico che pratico (di un po'tutte le materie) però giustamente come hai potuto vedere tutto non so e proprio per questo mi piace chiedere più nel dettaglio.
Ok.
Allora, la relazione base e' $P_e=[Comega]/1000$: La potenza erogata e' il prodotto della coppia C per la velocita' angolare.
$omega$ la devi esperimere in radianti al secondo (basta prendere i giri al minuto e dividere per 9.55), la coppia in Nm. Il 1000 e' un fattore di conversione per ottenere tutto in kW.
Questa e' la potenza erogata. Dividendo la potenza erogata $P_e$ per $eta$ (rendimento termico del motore) ottieni la potenza $P_t$ termica da fornire (la fornisce il carburante, ovviamente). Quindi $P_t=P_e/eta=[Comega]/[1000eta]$
Infine, dividendo per $alpha$, contenuto calorifico del carburante (espresso in KJ/kg), ottieni i kg $Q$ di carburante da bruciare al secondo per fornire quella potenza. Siccome 1kg sono 1000 g, i 2 "1000" si semplificano e ottieni:
$Q=[Comega]/[eta*alpha]$ in grammi/sec.
Allora, per la curva che hai fornito tu, come esempio:
A 2000 Rpm (pari a 210 rad/sec), la coppia erogata e' 560Nm. La potenza erogata in kW e' pertanto: $P_e= [Comega]/1000=(210*560)/1000=118kW$. Questo valore lo trovi nella curva stessa: a 2000RPM lo vedi dalla parte destra che la potenza e' un po' meno di 120kW.
Assunto un rendimento del motore $eta=40%$, e un potere calorifico del gasolio pari a 42500 kJ/kg, la quantita di gasolio da bruciare a quei giri e'
$Q=[Comega]/[eta*alpha]=(210*560)/[0.4*42500]=6.9 g/[sec]$ pari a 25kg/h
Allora, la relazione base e' $P_e=[Comega]/1000$: La potenza erogata e' il prodotto della coppia C per la velocita' angolare.
$omega$ la devi esperimere in radianti al secondo (basta prendere i giri al minuto e dividere per 9.55), la coppia in Nm. Il 1000 e' un fattore di conversione per ottenere tutto in kW.
Questa e' la potenza erogata. Dividendo la potenza erogata $P_e$ per $eta$ (rendimento termico del motore) ottieni la potenza $P_t$ termica da fornire (la fornisce il carburante, ovviamente). Quindi $P_t=P_e/eta=[Comega]/[1000eta]$
Infine, dividendo per $alpha$, contenuto calorifico del carburante (espresso in KJ/kg), ottieni i kg $Q$ di carburante da bruciare al secondo per fornire quella potenza. Siccome 1kg sono 1000 g, i 2 "1000" si semplificano e ottieni:
$Q=[Comega]/[eta*alpha]$ in grammi/sec.
Allora, per la curva che hai fornito tu, come esempio:
A 2000 Rpm (pari a 210 rad/sec), la coppia erogata e' 560Nm. La potenza erogata in kW e' pertanto: $P_e= [Comega]/1000=(210*560)/1000=118kW$. Questo valore lo trovi nella curva stessa: a 2000RPM lo vedi dalla parte destra che la potenza e' un po' meno di 120kW.
Assunto un rendimento del motore $eta=40%$, e un potere calorifico del gasolio pari a 42500 kJ/kg, la quantita di gasolio da bruciare a quei giri e'
$Q=[Comega]/[eta*alpha]=(210*560)/[0.4*42500]=6.9 g/[sec]$ pari a 25kg/h
Grazie mille tutto chiaro 
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