Давление в баллоне: Какое давление выдерживает газовый баллон?

Внимание! Осторожнее с Баллонами СО2!

 История из жизни. Люди осторожнее с баллонами
Хочу напомнить неприятную, но благополучно закончившуюся историю, о которой я уже как-то писал
Все кто имел дело с баллонами CO2 знают, что газ в баллоне сжиженный и находится под давлением насыщенных паров, которое в зависимости от температуры в квартире может варьироваться от 50 до 70 атмосфер. Давление держится таким все время, пока в баллоне есть жидкость.
Так вот, один раз я заправил баллон на станции, и затем около месяца не подключал его, поскольку не доходили руки. Все это время он спокойно валялся под моей кроватью. Когда наконец я решил его использовать и подключил к редуктору, то с ужасом обнаружил, что давление зашкаливает за 200 атмосфер! Ситуацию мне тогда разъяснил один очень опытный человек (Евгений).
Оказывается, на станции горе-заправщики залили сжиженый газ под краник, целиком, причем температура в помещении была уличной. По- нормальному же положено заправлять баллон не полностью, так чтобы над жидкостью оставалась газовая подушка.

Дома баллон прогрелся и жидкость расширилась. По все видимости, меня выручило то, что баллон был не специальный для CO2, а перекрашенный кислородный, расчитанный на 300 атмосфер. Если бы не это, то вполне возможно, я бы не писал сейчас эти строки.

Сначала я не совсем согласился с Евгением, поскольку довольно длительное стравливание газа не приводило к падению давления до требуемых 70 атмосфер. Выпустив значительное количество газа, я получил около 100 атмосфер, и решил, что мне заправили нечистый газ, а с воздухом, и что жидкости там нет вообще, а давление так и будет постепенно падать до нуля. Однако я все же решил подключить баллон к системе, поскольку большой процент CO2 в баллоне очевидно присутствовал. И в течение недели, давление действительно падало, но остановилось на требуемом значении 70 атмосфер и держится таким уже несколько месяцев. Т.е. теперь все так, как и должно быть для правильно заправленного баллона. Евгений действительно оказался прав: баллон содержал пережатую жидкость.

Длительное время понижения давления вначале, по всей видимости, было обусловлено повышенной, по сравнению, скажем, с водой сжимаемостью жидкого CO2.

Резюме: когда заправляете баллон, обязательно:
1) Убедитесь, что его не залили до самого верха.
2) Измерьте давление на станции.
3) Когда приносите баллон с холода, обязательно сразу подключите редуктор и следите за изменением давлением. Если становится больше 70-80 атмосфер, то несите назад на улицу и стравливайте часть газа.

Как получить максимум от газового баллона

25 октября 2017   |   Перевод оригинальной статьи Kade Krichko с сайта www.thesummitregister.com

Газовый баллон не самый приметный элемент снаряжения, но, безусловно, один из самых важных. Небольшой газовый баллон значительно упростил приготовление и разогрев пищи в походе, избавив нас от траты времени на розжиг топливных горелок или разведение костра.

В этой статье разбираемся, как по максимуму использовать газовые баллоны и контролировать запасы газа в походе. Особенно актуально в преддверии зимнего сезона и низких температур.

Ben Griffin и Crystal Presnell перекусывают на вершине горы Уилсон, Теллерайд, Колорадо. Фото: Kennan Harvey.

Какие факторы влияют на работу газовых баллонов

Чтобы получить от баллона максимум, нужно понимать, что влияет на его работу. Возможно, самый важный фактор здесь — температура. Баллоны содержат в себе смесь газов — как правило, пропана и бутана или пропана и изобутана — под таким давлением, при котором большая часть смеси находится в жидкой форме, а оставшаяся испаряется в виде газа. Когда мы подключаем баллон к горелке и открываем подачу, газ выходит наружу, и при поджигании запускается процесс горения.

Чтобы всё работало, внутреннее давление баллона должно быть больше внешнего. Если баллон слишком холодный, жидкая часть смеси перестаёт испаряться — и всё, никакого горячего кофе с утра.

На температуру баллона, конечно, влияет температура окружающей среды. Но помимо этого баллон остывает по мере работы горелки: его температура и, соответственно, давление в баллоне падают, а вслед за ними снижается и тепловая мощность горелки. Так что в условиях действительно низких температур горячую еду можно вычёркивать из меню.

Испарение газа в бутановых баллонах прекращается при температуре около нуля, в изобутановых — примерно при -12°C. Тем не менее, эффективность может заметно снизиться, и не достигая этих показателей.

Ещё один фактор, влияющий на расход газа, — высота. Она может компенсировать влияние температуры, потому что пониженное атмосферное давление в горах корректирует баланс между внешним давлением и давлением внутри баллона. Тем не менее, чем выше вы поднимаетесь, тем ниже этот эффект — его «перевешивает» холод на больших высотах.

Как сделать работу горелки более эффективной и продолжительной

Держите газовые баллоны в тепле

Самое простое, что можно сделать, не допускать переохлаждения баллона. Проверенный метод — согревать баллон перед использованием. Например, класть на ночь в спальный мешок или хранить укутанным в тёплую одежду. Ещё одна хитрость — согреть несколько баллонов (хотя бы два), и когда один начнёт остывать, заменить его на тёплый и продолжать готовить.

Ещё один совет. Если под рукой есть небольшое количество воды, можно поставить баллон в кастрюлю или другую ёмкость с водой, тогда температура баллона будет не ниже 0°C, что также позволит использовать его в экстремальных условиях.

Используйте смеси с изобутаном

Фото: OnLocation.

Изобутан испаряется, сохраняя давление в баллоне, при температурах примерно на 20 градусов ниже, чем бутан. И когда другие баллоны сдадутся, ваша горелка на изобутане продолжит работать.

---

Действительно ли чистый изобутан в составе газа обеспечивает горение при минусовых температурах и позволяет использовать баллон четыре сезона, как обещает производитель? Мы протестировали газовый баллон MSR Iso Pro, в составе которого 80% чистого изобутана и 20% пропана.

---

Используйте горелку в режиме подачи жидкого газа

Некоторые горелки, например, MSR WindPro II и WhisperLite Universal, позволяют устанавливать баллон в перевёрнутом положении. Благодаря этому в горелку будет подаваться сжиженный газ, а необходимость в испарении пропадёт. (Прежде чем пробовать, убедитесь, что ваша горелка имеет такую функцию!)

Сделайте защиту от ветра

Порывы ветра могут сбить пламя горелки. Даже небольшой ветер 5 км/ч способен в три раза увеличить расход газа за единицу времени. Для защиты от ветра вокруг горелки можно соорудить ограду из камней. (Имейте в виду, современные металлические ветрозащиты не рекомендуется использовать  с пропановыми баллонами, это увеличивает вероятность взрыва!)

Изолируйте баллон от земли

Подкладка из невоспламеняющегося материала между баллоном и холодной почвой позволит баллону лучше сохранять тепло, а значит эффективнее подавать газ в горелку.

Фото: Kennan Harvey.

Не доводите до кипения

На самом деле, нет необходимости кипятить воду, если вы готовите напитки. Вряд ли кто-то будет пить крутой кипяток. Более того, попробуйте разбавлять горячую воду холодной. Например, если вам нужен литр горячей воды, нагрейте две трети и добавьте треть холодной. Так у вас будет горячая вода, а газа израсходуется гораздо меньше.

Дайте макаронам и рису дойти

Макароны и рис не требуют постоянной варки. Достаточно дать им покипеть несколько минут, а потом выключить газ и оставить под крышкой. Еда дойдёт до состояния готовности, а вам удастся сэкономить топливо.

Регулируйте пламя

Наконец, чтобы выжать из баллона всё по максимуму, убавляйте пламя горелки. Звучит просто, но производительность практически не изменится, а количество потребляемого газа снизится значительно — это позволит повысить срок службы и эффективность баллона.

Рассмотрите как вариант системы для приготовления пищи

Фото: Eric Larsen.

Для приготовления горячей еды в условиях низких температур идеально подходят системы для приготовления пищи Reactor и WindBurner. Они исключительно быстро нагревают воду и расходуют газ эффективнее, чем обычные горелки. Ветрозащита и регулировка силы пламени обеспечивают высокую производительность, даже когда давление в баллоне снижается. Так что из системы для приготовления пищи можно выжать максимум в самых разных условиях.

Контролируйте количество газа в походе

Неважно, какая у вас модель горелки и что и как вы готовите, в любом случае вам нужно знать, сколько газа осталось в запасе. Обратите внимание на баллоны MSR IsoPro — они оснащены системой контроля уровня газа. В этом видео подробная инструкция, как проверить с её помощью запасы топлива в полевых условиях.

Оригинальная статья Kade Krichko опубликована на сайте www.thesummitregister. com.

Перевод Елены Гагариновой.

Давление в баллонах — Справочник химика 21

    Определите массу кислорода в баллоне объемом 40 л. Давление в баллоне при 20° С равно 150 атм. [c.32]

    П р И м ер 2. В баллоне находится 12 кг кислорода под давлением 120 ата. Когда часть газа была взята для работы, давление в баллоне понизилось до 30 ата. Какое количество кислорода осталось в баллоне, если температура во время отбора не изменилась  

[c.58]

    Имеются два баллона один с азотом, другой с аммиаком. Объем первого баллона 10 л, второго — 12. Давление газа в первом баллоне 220 мм рт. ст., во втором — 880. Температура газов одинакова. Каково будет давление в баллонах при той же температуре, если их соединить друг с другом  [c.152]

    Насколько уменьшается объем газа при увеличении давления Вы уже знаете правильный ответ. В разд. Б.2 два последних из четырех наблюдений показывают когда давление в баллоне удваивалось, его объем уменьшался в два раза. [c.386]

    Рассчитывая давление в баллоне по уравнению состояния идеального газа (VI-16), мы нашли бы  

[c.135]

    Ацетилен выпускается в баллонах белого цвета с надписью красными буквами ацетилен . Сжатый ацетилен легко взрывается, поэтому, чтобы уменьшить опасность взрыва, баллон заполняют пористой массой (пемзой, активированным углем и т. п.). Пористый наполнитель пропитывают ацетоном, в котором растворяется ацетилен. Максимальное давление в баллоне 20-25 атм. При использовании баллон обычно находится в вертикальном положении, в [c.203]

    Рабочее давление в баллонах с ацетиленом составляет 1,6 МПа (16 кгс/см ). [c.309]

    Из баллона вместимостью 900 л сжатый воздух выпускают в атмосферу. Начальная температура 27°С, а давление в баллоне 9,32-10 Па. Определить массу выпущенного воздуха, если после выпуска давление стало 4,22-10 Па, а температура воздуха снизилась до 17° С.  [c.12]

    Изменение давления в баллоне вызывает изменение теплопроводности газа внутри него и соответственно меняются потери тепла, подводимого нагретой нитью. Регулированием температуры нити компенсируют имеющиеся теплопотери и по гальванометру, градуированному в единицах давления, определяют соответствующее давление в системе. При этом очень важно поддерживать постоянную температуру баллона. [c.36]

    Регуляторы высокого давления, как правило, снабжают манометрами, позволяющими учитывать значительные колебания давления в баллоне. Диафрагменная пружина может время от времени перенастраиваться для того, чтобы выдерживать постоянным заданное выходное давление. Регуляторы давления могут также применяться для переключения с пустых баллонов на полные в автоматических системах коллекторов, когда выходное давление перестает оказывать воздействие. [c.187]

    Пример 11.1. Из баллона со сжиженной смесью 25 мол. % пропана и 75 мол. % к-бутана, находящейся при температуре 25 -С, за счет поннжения давления непрерывно отводится образующаяся газовая фаза. Как будет меняться давление в баллоне и состав отводимого газа в зависимости от степени отгона исходной смеси, если считать, что температура системы сохраняется постоянной, равной 25 С  [c.71]

    Баллоны для сжиженного газа отечественного производства полностью не заполняют, 10% емкости баллона оставляют для образующейся паровой подушкт . Если баллон полностью заполнить сжиженным газом, то при небольшом повышении температуры газа давление в баллоне резко возрастает. Исследования показывают, что на каждый градус повышения температуры газа давление в баллоне увеличивается в среднем на 7 кгс/см . Например, плотность сжиженного пропана при 0° С составляет 0,53 кг/л, а при -1-50 С снижается до 0,46 кг/л, объем газа возрастает на 15,4%. [c.22]

    Способ введения образца в систему напуска определяется его агрегатным состоянием. Наиболее просто решается задача введения газообразных веществ при комнатной температуре. Системы напуска, существующие на отечественных приборах МХ-1302, МХ-1303, отвечают перечисленным выше требованиям. Общим для них недостатком является отсутствие возможности измерения давления в баллоне напуска с помощью микроманометра. В ряде случаев применяется система двойного впуска (МХ-1304), которая, благодаря непрерывному сравнению с эталонным образцом, повышает точность анали- [c.38]

    С кг фосгена, нагрет до 673 К. Давление в баллоне при этом установилось 10,133 10 Па. Рассчитайте степень диссоциации фосгена по уравнению реакции O lj = СО-f ia и константу равновесия Кр и Кс при этих условиях. [c.237]

    Допустим, что стальной баллон может быть наполнен сжиженным газом только частично, и доля пара X никак не может быть меньше Xi. При случайном разогревании баллона до температуры T a в нем всегда остается газовая фаза. Давление в баллоне достигнет при этом умеренного значения ри равного давлению пара при температуре 7г. При чрезмерном заполнении баллона жидкостью может оказаться, что X[c.228]

    При 15 °С давление в баллоне с азотом равно [c.22]

    Так, в показанной на рнс. 9.1 схеме аэродинамической трубы эжектор выполняет роль насоса, позволяюш его подать большое количество газа сравнительно невысокого давления за счет энергии небольшого количества газа высокого давления. В баллоне 1 содержится воздух более высокого давления, чем необходимо для работы трубы. Однако количество сжатого воздуха невелико, и [c.492]

    Кислород, азот, водород и другие сжатые газы отбирают из баллона с помощью редуктора. Редуктор — это прибор, позволяющий отбирать газ из баллона при нужном давлении, намного ниже давления в баллоне. Редукторы делают металлическими и используют только для газов, не вызывающих коррозию данного металла. [c.226]

    Па. Температура газа одинакова. Каким станет давление в баллонах при той же температуре, если открыть кран Объемом трубки пренебречь.  [c.22]

    Давление в баллоне с рабочим газом при 20 °С для всех порошковых огнетушителей должно составлять 15 2,5 МПа. [c.90]

    Запрещается выпускать полностью газ из баллонов. Расходовать газ из баллонов можно до тех пор, пока давление в нем не снизится до 0.5— 1,0 атм. После этого необходимо на горловину навернуть колпак и на баллоне сделать мелом надпись Пустой . При работе с кимородно-раздаточных рамп остаточное давление в баллонах должно быть не менее 4—5 атм. [c.207]

    Задача системы напуска заключается в переводе в паровую фазу такого количества вещества, которое обеспечивало бы заданное давление в ионном источнике. Исследуемые образцы с относительно высоким давлением пара (жидкости, относительно легколетучие твердые вещества) предварительно испаряют в баллон напуска, из которого газообразная проба через натека-тель с почти постоянной скоростью вводится в ионный источник (непрямой ввод пробы). Давление в баллоне напуска можно устанавливать, варьируя температуру испарения или дозировку пробы.  [c.285]

    Вентиль подачи кислорода к прибору должен быть закрыт. Открывают вентиль на самом баллоне и проверяют давление в баллоне по манометру, затем осторожно открывают вентиль на линии подачи кислорода к прибору и устанавливают расход кислорода по реометру 0,25 л мин. [c.165]

    Коррозия меди. Полированная полоска меди на 1 ч погружается в жидкую фазу СНГ с температурой 37,8 °С, залитую под давлением в баллон из нержавеющей стали вместимостью 100 мл. По прошествии времени испытания полоску меди извлекают. Затем ее сравнивают с контрольной полоской (состояние, цвет). Обработанную полоску можно проанализировать также по методике, изложенной в А5ТМ (табл. 27). [c.87]

    Баллон вместимостью 3,4 10″ м , в котором находитс я 5 10 кг фосгена, нагрет до 673 К. Давление в баллоне при этом установилось 10,133 10 Па. Рассчитайте степень диссоциации фосгена по уравнению реакции O I2 = СО + I2 и константу равновесия Кр и Кс при этих условиях.  [c.264]

    Давление в баллонах со сжатыми газами составляет 15 МПа (150 кгс/см ) и поскольку обычно такого высокого давления для производственных целей не требуется, газ от-бир. ют нз баллона через редуктор, снижающий давление до рабочего в аппарате или приборе (рис. 25.4). Редукторы можно npиveнять только для того газа, для которого онн предназна-чень , что определяется по окраске редуктора, которая должна соо зетствовать окраске баллона. В баллоне оставляется остаточное давление не менее 0,05 МПа (0,5 кгс/см ) для того, чтобы на заводе-наполнителе было легче проверить, какой газ фаь ически находился в баллоне. [c.309]

    Высокочастотные безэлектродные лампы. При определении таких элементов, как мышьяк, висмут, сурьма, селен, теллур, таллий, свинец, хорошие результаты были получены при использовании безэлектродных ламп с высокочастотным (ВЧ) возбуждением. Спектральные высокочастотные безэлектродные лампы представляют собой сферические (рис. 8.6, а, б) или цилиндрические (рис. 8.6, в, г) баллоны из стекла или кварца, нанолненные инертным -азом при низком давлении. В баллон, снабженный отростком, помещается небольшое количество чистого металла либо его соли. Имея более низкую температуру, чем остальной баллон, отросток стабилизирует раснределение температуры в ламие и устраняет перемещение металла по внутренней ее но-верхности, уменьшая релаксационные колебания интенсивности излучения. Копструкцин, изображенные на рис. 8.6, а, б, предназначены для применения в ВЧ-генераторах (20—200 МГц), а конструкции, представленные на рис. 8.6, в, г, — в СВЧ-геиераторах [c.146]

    После выпуска газа до остаточного давления в баллоне ] —1,5 атм, вентиль плотно закрывают, снимают редуктор. [c.28]

    Баллон емкостью 3,4-10 м (3,4 л), в котором находится 5-10 кг (5 г) фосгена, нагрет до 673 К- Давление в баллоне при этом установилось 10,133-10 (1 атм.). Рассчитать степень диссоциации фосгена (С0СЬ С0 + С12) и константы равновесия Кр и Кс при этих условиях.  [c.240]

    Если после 1—1,5 ч величина дрейфа нуля все же будет недопустимой, то устранить дрейф моя но поворотом влево или вправо оси потенциометра Корректор дрейфа нуля . Для того чтобы установить заданный расход газа-носителя, надо открыть вентиль высокого давления на баллоне с газом-носителем (манометр высокого давления покажет давление в баллоне) редуктором на баллоне установить выходное давление (по манометру низкого давления) 1,5—Зат редуктором, находящимся на панели блока колонки, у1 тановить по манометру давление 2—3 ат и переменным дроссе.хем установить по ротаметру необходимый расход газа-носит( ля. Выждать 5—10 мин и, если обнаружится отклонение, вновь восстановить заданный расход при помощи того же дросселя. Постоянный расход газа-носителя монпостоянном давлении его, которое показывает манометр, установленный на нйнели блока колонки. [c.65]

    Балон вместимостью 10 л с метаном при 298 К содержит 1 л воды. Обще давление в баллоне равно 9,866 10 Па. Рассчитайте, сколько граммов метана растворено в воде. [c.195]

    Перевести переключатель 22 в положение анализ , а ручками /7 и 20 нуль детектора установить перо регистратора в начале мил-ливольтовой шкалы. Второй переключатель 16, служащий для установления пределов измерения, поставить на наименьшую шкалу Ю мв. Возможно монотонное смещение (дрейф) нуля влево или вправо, если температура детектора недостаточно стабилизировалась и требуется дополнительное время для ее стабилизации. Чтобы установить заданный методикой анализа расход газа-носителя, надо открыть вентиль высокого давления на баллоне с газом-носителем (манометр высокого давления покажет давление в баллоне) редуктором на баллоне установить выходное давление (по манометру низкого давления) 1,5—3 кг см редуктором 7 на панели блока колонки установить по манометру 6 давление 2—3 кг см переменным дросселем 8 установить по ротаметру 5 необходимый расход газа-носителя. Выждать 5—10 мин и, если нужно, вновь установить заданный расход тем же дросселем. Постоянство расхода газа-носителя может быть при постоянном давлении его, которое показывает манометр 6 на панели блока колонки. После пуска газа-носителя нулевая линия регистратора может сместиться ее следует восстановить заново тумблером установка нуля . [c.167]

    Нельзя выпускать весь газ из баллона Отбор газа прекращают, когда остаточиое давление в баллоне составляет 1—1,5 атм. [c.27]

    Пружины выбраны таким образом, что при изменении давления в баллоне от 0,4 до 16 кГ1см давление под малой мембраной (на выходе первой ступени редуцирования) изменяется в пределах 0,4—1,2 кГ/см . Давление из-под малой мембраны через щель, между седлом и накладкой передается в рабочую ка- [c.131]

---

Кислород

 

Кислород – газ без цвета и запаха, активно поддерживает горение. Плотность газообразного кислорода 1.43 кг/м3 (при температуре 0 градусов по Цельсию и давлении 760 мм рт. ст.), что в 1.11 раз тяжелее воздуха, поэтому газообразный кислород, выпущенный из баллона, скапливается в нижней части помещения, заполняет все приямки и траншеи и надолго там задерживается, образуя закислороженную зону. Максимально допустимое содержание кислорода 23%. По своим химическим свойствам кислород является сильным окислителем. Масло в среде кислорода взрывается, поэтому все детали, работающие в среде кислорода, должны быть чистыми от масла.

Примечание: во избежание переполнения баллонов, в соответствии с «Правилами устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением», допускается заполнять баллон на 1-2 атм. ниже величин, указанных в таблице.

На долю кислорода приходится около 47% массы твердой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 88%, в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20% по объему, либо 23% по массе. Элемент входит в состав более 1500 соединений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Газообразный кислород получают путем газификации из жидкого кислорода. Сырье для газификации – жидкий кислород — получают из атмосферного воздуха с помощью устройств для сжижения воздуха – турбодетандеров. Далее жидкий кислород перевозят к месту его применения в криогенных емкостях типа термос-цистерна. Станция по закачке кислорода в баллоны представляет из себя наполнительный пункт, состоящий из резервных и рабочих емкостей, криогенного насоса, испарителя и устройства непосредственного распределения газа по баллонам – наполнительной рампы. Кислород закачивается в баллон под давлением 150 атм при температуре 20 градусов Цельсия. Кислород применяют в промышленности и медицине. Технический кислород ГОСТ 5583-78 используют при автогенной резке и газовой сварке, металлургии, химической промышленности, металлообработке, в качестве компонента топлива в жидкостных ракетных двигателях.

Кислородные баллоны ГОСТ 949-73 принимаются под наполнение объемом 40, 10 и 5л. Баллоны изготавливают из стали методом горячей прокатки. Обычно корпуса баллонов для всех технических газов объемом 40 литров производят двух типов – с рабочим давлением 150 или 125 атм. Баллоны под кислород должны быть выкрашены в голубой цвет и иметь надпись «кислород» черного цвета. Баллоны оснащаются вентилями марки ВК-86 или ВК-94. Не принимаются под наполнение кислородом баллоны с рабочим давлением мене 150 атмосфер, без башмаков, замасленные, заправленные раньше другими газами, со следами механических повреждений или коррозии. Один раз в пять лет проводится аттестация баллона.

Давление в полном кислородном баллоне в зависимости от температуры окружающей среды:

Температура окр. среды  С	-30	-20	-10	0	10	20	30
Давление в баллоне не более Р кг/см	110	120	130	135	140	145	150

Минимизация эффекта нагнетаемого давления (SPE) в редукторе | Справочно-информационный ресурс

Минимизация эффекта нагнетаемого давления (SPE) в редукторе

Джон Кестнер (Jon Kestner), менеджер по продукту

Оператор жидкостной или газовой системы, контролирующий технологическую линию от источника (газового баллона) иногда может наблюдать явление, при котором на выходе редуктора без видимых причин повышается давление. По мере опустошения баллона давление на входе редуктора падает. Часто даже опытным техническим специалистам кажется, что давление на выходе должно соответствующим образом снижаться, но вместо этого оно растет. Такое явление называют эффектом нагнетаемого давления (SPE). 

Что такое эффект нагнетаемого давления (SPE)

Эффект нагнетаемого давления, также называемый зависимостью, — это изменение давления на выходе вследствие изменения давления на входе (со стороны нагнетания). Данное явление характеризуется обратно пропорциональным изменением значений давления на входе и выходе. При снижении давления на входе соответствующим образом увеличивается давление на выходе. Аналогичным образом, при повышении давления на входе снижается давление на выходе. 

Эффект нагнетаемого давления в редукторе обычно указывается производителем. Как правило, его представляют как коэффициент или процентную долю, выражающие величину изменения давления на выходе по отношению к изменению давления на входе. Например, если для редуктора указан SPE, равный 1:100 или 1%, это значит, что при снижении давления на входе на 100 фунтов на кв. дюйм давление на выходе увеличится на 1 фунт на кв. дюйм. Степень колебания давления на выходе редуктора определяется по следующей формуле:

∆P (выход) = ∆P (вход) x SPE

Уравновешенная и неуравновешенная конструкция золотника в подпружиненных редукторах

Один из наиболее распространенных типов редукторов—подпружиненный редуктор давления. Пружина передает усилие на чувствительный элемент—мембрану или поршень,—управляющий золотником через условный проход и регулирующий таким образом давление на выходе.  

Неуравновешенная конструкция подразумевает, что входное давление подпирает золотник и оказывает воздействие на его область, равную площади седла. Вследствие этого снижение давления на входе приводит к уменьшению силы, воздействующей на золотник, и позволяет тугой пружине отодвинуть золотник немного дальше от седла, что повышает давление на выходе. Возникшее в результате повышение давления на выходе недостаточно велико, чтобы полностью скомпенсировать силу упругости пружины и переместить золотник в исходное положение. В итоге давление на выходе повышается благодаря эффекту нагнетаемого давления.

Работа редукторов обеспечивается равновесием сил, поэтому величину SPE можно определить как отношение площадей золотника и чувствительного элемента, на которые действует давление. Таким образом, редукторы с большим чувствительным элементом и малым золотником будут иметь самое низкое значение SPE, а редукторы с малым чувствительным элементом и большим золотником — самое высокое.

Чтобы продемонстрировать влияние неуравновешенной конструкции золотника на эффект нагнетаемого давления, необходимо постепенно уменьшать входное давление. При давлении на входе, составляющем 1160 фунтов на кв. дюйм, ман. (80 бар), давление на выходе составит 43,5 фунта на кв. дюйм, ман. (3 бара). Однако если давление на входе снизится до 870 фунтов на кв. дюйм, ман. (60 бар), давление на выходе вырастет до 53,7 фунта на кв. дюйм, ман. (3,7 бара). Поскольку входное давление воздействует на всю поверхность неуравновешенного золотника, любое изменение входного давления влечет за собой значительное изменение величины силы и равновесие сил в редукторе тоже существенно смещается.

Распространенным методом снижения эффекта нагнетаемого давления, особенно в условиях высокого расхода, где золотники обычно больше, — применение редуктора с уравновешенной конструкцией золотника. Назначение такой конструкции — минимизация площади возможного воздействия высокого входного давления. Эта цель достигается, когда относительно низкое выходное давление достигает участка нижней стороны золотника через условный проход, проходящий вертикально вдоль золотника и герметизированный уплотнительным кольцом вокруг нижнего штока золотника. С точки зрения эффекта нагнетаемого давления получится, что любое изменение входного давления произведет меньшее изменение в силе, поскольку давление воздействует уже на гораздо меньшую площадь.

Чтобы продемонстрировать, как эффект нагнетаемого давления влияет на редуктор с уравновешенным золотником, представьте себе постепенное снижение входного давления в представленном выше примере с неуравновешенной конструкцией золотника. Как и раньше, при давлении на входе, составляющем 1160 фунтов на кв. дюйм, ман. (80 бар), давление на выходе составит 43,5 фунта на кв. дюйм, ман. (3 бара). Однако если давление на входе снизится до 870 фунтов на кв. дюйм, ман. (60 бар), давление на выходе вырастет лишь до 46,4 фунта на кв. дюйм, ман. (3,2 бара). Причем даже при значении давления на входе 725 фунтов на кв. дюйм, ман. (50 бар) давление на выходе будет по-прежнему держаться на уровне 46,4 фунта на кв. дюйм, ман. (3,2 бара). 

Обратите внимание, что в редукторе с уравновешенным золотником влияние выходного давления ниже, чем в предыдущей рассмотренной конструкции. Еще одним преимуществом конструкции с уравновешенным золотником является способность снижать эффект замыкания, то есть исключать вероятность скачков давления на выходе при резком закрытии золотника.  

Сравнение одно- и двухступенчатых редукторов 

В областях применения с низким расходом, например в аналитических контрольно-измерительных системах, существует альтернативный способ минимизировать эффект нагнетаемого давления—использование двухступенчатых редукторов давления. Для этого нужно установить два одноступенчатых редуктора последовательно или объединить их в один узел. Каждый редуктор по отдельности контролирует колебания входного давления лишь в определенных пределах, но вместе они удерживают давление на выходе весьма близко к исходной уставке. 

Чтобы определить колебание выходного давления в двухступенчатом редукторе, разницу во входном давлении умножают на SPE каждого редуктора. Используется следующее уравнение: 

∆P (выход) = ∆P (вход) x SPE₁ x SPE₂

Следует помнить, что SPE — это обратная зависимость между значениями входного и выходного давления. По мере опустошения газового баллона и снижения входного давления в редукторе первой ступени возникнет повышение выходного давления. Данное повышенное давление передается на редуктор второй ступени, где приводит к последующему снижению давления на его выходе. Поскольку в редукторе первой ступени происходит значительное изменение давления на входе и меньшее изменение давления на выходе, редуктор второй ступени реагирует только на малое изменение давления на своем входе от первой ступени и осуществляет минимальное снижение давления на своем выходе.

Для демонстрации эффекта нагнетаемого давления в приведенном ниже примере используется редуктор давления модели KCY. По мере опустошения газового баллона давление в нем снижается с 2500 фунтов на кв. дюйм, ман. (172 бар) до 500 фунтов на кв. дюйм (34 бар). Допустим, SPE каждого редуктора равен 1%. При снижении входного давления редуктора первой ступени на 2000 фунтов на кв. дюйм, ман. (137 бар) давление на его выходе увеличится на 20 фунтов на кв. дюйм, ман. (1,3 бара). В результате этого давление на выходе редуктора второй ступени снизится лишь на 0,20 фунта на кв. дюйм, ман. (0,01 бара). Обратите внимание, что в данном случае изменение выходного давления существенно ниже, чем в предыдущей рассмотренной конструкции редуктора.

С точки зрения минимизации эффекта нагнетаемого давления двухступенчатая конструкция редуктора, как правило, позволяет получить улучшенные результаты по сравнению с одноступенчатой конструкцией и уравновешенным золотником. В условиях, когда один газовый баллон используется в качестве источника для выполнения нескольких операций с одним и тем же выходным давлением, может быть достаточно любого из этих двух вариантов.

С другой стороны, если газовый баллон является источником для выполнения нескольких операций с разным давлением, придется организовать двухступенчатую редукторную систему из двух одноступенчатых редукторов. В таком случае редуктор первой ступени нужно расположить у газового баллона, а редуктор второй ступени — на каждой технологической линии. Зачастую, для минимизации SPE используют системы, в которых двухступенчатый редуктор расположен у источника подачи газа, а одноступенчатый редуктор — в точке применения. Такой избыточный подход соответствует трехступенчатой редукторной системе и не требуется в большинстве областей применения. Два одноступенчатых редуктора, расположенные последовательно, позволят добиться минимального значения SPE при низких затратах. 

Выводы

В случаях, когда редуктор регулирует выходное давление газового баллона, всегда следует учитывать эффект нагнетаемого давления. Изменение давления на входе будет вызывать соответствующее изменение величины давления на выходе. Во многих системах эффект нагнетаемого давления можно минимизировать благодаря применению одноступенчатого редуктора с уравновешенным золотником или двухступенчатого редуктора. Однако если источник газа используется для подачи на несколько направлений с различными значениями требуемого давления, то возможно, понадобится несколько одноступенчатых редукторов — один у источника газа и по одному на каждой технологической линии.

Нужна помощь в выборе подходящего редуктора для вашей жидкостной или газовой системы? Компания Swagelok поможет вам определиться с решениями, которые увеличат эффективность работы ваших уникальных систем. Чтобы узнать подробнее, ознакомьтесь с нашей видеотекой технических рекомендаций по организации подачи на редукторе и спрямлению кривых регулирования.

ОЗНАКОМЬТЕСЬ С ТЕХНИЧЕСКИМИ ВИДЕОРЕКОМЕНДАЦИЯМИ ПО РЕДУКТОРАМ

Установка ГБО — бомба замедленного действия или миф?

ГБО — бомба замедленного действия или миф?

Сеть Интернета пестрит множеством видео, в которых засняты взрывы автомобилей с установленным ГБО. По этому вопрос об безопасности ГБО поднимается довольно часто. Многие установщики отвечают, что это все враньё и ГБО безопасно, но не могут аргументировать своё мнение. Конечно, сомнения остаются, так как если установщик ГБО и знает о проблемах, то сообщать про них их не в его интересах.

Давайте же вместе разберёмся в этой теме, основываясь на законы физики и научные факты.

Есть два вида газа для работы автомобилей на газе — метан или пропан-бутан.

Метан — природный газ, который хранится в баллонах в сжатом состоянии. Рабочее давление в баллоне для метана составляет 200-250 атмосфер.

Пропан-бутан — газ, который получают с нефти и сконденсированных нефтяных попутных газов. Рабочее давление в баллоне с пропан-бутаном 16 атмосфер.

Почувствовали разницу рабочего давления? Больше чем в 10 раз.

В основном «печальные» видео связаны именно с метаном из-за высокого давление при котором он хранится.

Наша сеть по установке ГБО занимается переоборудование автомобилей для работы на пропан-бутане. Давайте рассмотрим эту смесь газов поподробней:

Давайте рассмотрим что происходит с баллоном в случае ДТП. Немецкая компания, которая занимается краш-тестами автомобилей, сделала краш-тест автомобиля с установленным ГБО

Если Вы все еще сомневаетесь в надежности баллона, то предоставляем Вашему вниманию Краш-тест непосредственно баллона заполненного водой

Как видите с баллоном ничего не случится. Вы можете сказать, что аварии бывают и пострашнее и может произойти разгерметизация баллона. Давайте подумаем, что произойдет. Температура кипения пропан-Бутана при атмосферном давлении -42 градусов по Цельсию. Что бы смесь пропан-бутана оставалась в жидком состоянии, её хранят под давлением 16 атмосфер. Это связано с тем, что температура кипения жидкости связана с давлением, которое действует на эту жидкость. Подробней об этом можно прочитать здесь и здесь.

В случае разгерметизация баллона пропан-бутан начнёт испаряться и для взрыва понадобиться достаточная плотность газа и искра для запала. Но так ли легко разгерметизировать баллон с пропан-бутаном? Давайте посмотрим отрывок из одной из серий знаменитой передачи «разрушители легенд».

Как видите толщина стенки баллона достаточная что бы выдержать выстрел из пистолета в отличии от бензинового бака. Так что в этом вопросе газ даже безопасней бензина. Но стоит забывать что баллоны не долговечны. Всегда присутствует такой фактор как усталость материала (ссылка на wikipedia). По европейских нормам срок эксплуатации баллона для пропан-бутана 10 лет, далее баллон необходимо утилизировать. Но утилизация стоит денег и всегда находятся «бизнесмены» с менее развитых стран, которые готовы купить списанные баллоны для перепродажи на рынке своей странны. К сожалению, в Украине тоже находятся такие «бизнесмены», которые слегка реставрируют такие баллоны и закидывают на местный рынок. Прочность таких баллонов сомнительна, так как срок рекомендуемый заводом-производителем они уже отходили и дальнейшая эксплуатация ложится на страх и риск владельца автомобиля. В нашей сети СТО мы устанавливаем только новые баллоны, что подтверждают сертификаты качества, которые мы выдаём вместе с пакетом документов после установки ГБО.

Вернёмся к нашим баллонам. Многие, кто уже эксплуатируют автомобили с ГБО знают что заправлять баллон полностью запрещено и необходимо оставлять 20% объема баллона для паров пропан-бутана. Это делается для того, по тому что при нагреве баллона пропан-бутан начнёт испаряться и ему надо для этого место. К сожалению, некоторые установщики ГБО могут предлагать убирать «отсекатель», который отвечает за эту функцию, чтоб при заправке в баллон заходило больше газа. Человек, который не в курсе для чего это нужно обычно соглашается, так как он слышит только положительный эффект что при заправке будет заходить больше газа и на заправку можно будет ездить реже и вроде бы это ничем не чревато(по тому что о темной стороне ему никто не говорит). В нашей сети СТО безопасность клиента стоит на первом месте, по этому таких манипуляций с мультиклапаном мы не проводим, даже по желанию самого клиента.

Вернемся к тому для чего нужно паровая подушка и что может случиться если баллон сильно нагреется(ДТП с возгоранием вокруг баллона) и 20% объема не хватит для испарения пропан-бутана и внутреннее давление начнёт расти? В этом случае надо вспомнить, что в баллон устанавливается мультиклапан. Главным узлом в ГБО, который отвечает за безопасность является мультиклапан. Давайте рассмотрим его подробней — в нем встроено много клапанов и у каждого своя функция:

скоростной клапан, в случае обрыва магистрали перекрывает подачу газа

обратный клапан наполнительного канала, предотвращает выход газа через заправочный канал

поплавок, не даёт заправить баллон больше чем на 80% от объема баллона

аварийный клапан при превышении допустимого давления, периодически сбрасывает небольшую дозу паровой фазы

аварийный клапан при превышении допустимой температуры выпускает небольшую постоянную дозу паровой фазы для того что бы уменьшить давление в баллоне

электромагнитный клапан, перекрывает подачу газа при отключении системы ГБО или при выключении зажигания. Данный клапан есть не на всех мультиклапанах (в нашей сети СТО устанавливают мультиклапана, только с такой катушкой).

Как правильно отрабатывает мультиклапан при пожаре Вы можете увидеть на следующем видео, продолжении краш теста немецкой компании

После всего увиденного и прочитанного Вы сами можете сделать вывод, какая из систем безопасней, газовая или штатная бензиновая.

ГБО не опасно

Личная безопасность и безопасность окружающих это одна из важнейших причин, по которой автовладельцы с огромной опаской относятся к автогазовым системам. В сети и СМИ с завидным постоянством всплывают ролики и заметки о взрывах баллонов и возгораниях машин. Но на самом деле, автомобиль с ГБО может быть даже безопаснее чем при эксплуатации на бензиновом топливе.

Дело в том, что автогазовые системы постоянно развиваются и совершенствуются, а вместе с этим повышается и уровень их безопасности. Именно поэтому большинство мифов об опасности автогазовых систем остаются просто мифами.

Сталь крепче пластика

Знаете ли вы, что большинство современных автомобилей оснащены пластиковыми или композитными топливными баками? В то же время устанавливаемый в автомобиль газовый баллон изготавливается из стали и имеет толщину стенки от 3 мм. При этом пропан-бутановый баллон рассчитан на то, чтобы выдерживать рабочее давление газа (до 16 атм.), а испытывают его давлением в 30 атм. При этом обычное эксплуатационное давление газа редко превышает 10 атмосфер, что говорит о почти трехкратном запасе прочности. Таким параметром точно не может похвастаться обычный бензиновый или дизельный бак.

Ограничитель наполнения

Все пропан-бутановые баллоны оснащаются запорной арматурой (мультиклапанами) гарантирующей безопасную эксплуатацию системы. Именно мультиклапан призван обеспечить прекращение заправки при достижении уровня в 80%. Оставшиеся 20% это своеобразная паровая подушка, которая должна компенсировать расширение жидкого газового топлива.

Сброс избыточного давления

Мультиклапан имеет еще множество защитных и функциональных механизмов. Среди них клапан сброса избыточного давления, который гарантирует, что внутреннее давление в баке остается в допустимых пределах. Даже при условии, когда баллон подвергается воздействию высоких температур и расширение газа происходит постоянно, клапан просто сбрасывает избыток в атмосферу.

Обратные клапаны

Обратные клапаны используются для обеспечения герметичности системы. Такое конструктивное исполнение предотвращает выход газа при отсоединении заправочного устройства. По меньшей мере один из обратных клапанов в системе точно сработает, даже если есть повреждение внешнего клапана в результате аварии или других причин.

Автоматические запорные системы

В системе так же могут использоваться мультиклапаны с электромагнитным клапаном или дополнительные ЭМК газа, которые перекрывают расходную магистраль, если выключено зажигание или двигатель по какой-либо причине глохнет. Аналогичный по принципу действия ЭМК может быть так же установлен перед газовым редуктором. При выключенном зажигании он перекрывает подачу газа в подкапотном пространстве.

Герметичность

Автогазовая система полностью изолирована от салона авто. При установке тороидального баллона вентиляция обеспечивается за счет сапуна выводящего все под днище автомобиля. А для цилиндрических используется специальная вентиляционная коробка, которая так же за счет вентиляционных рукавов отводит все за пределы салона.

В отличии оот бензина и дизельного топлива, которые при утечке просто образуют лужу под автомобилем, газовое топливо просто рассеется в воздухе. Если же автомобиль хранится в гараже, то гараж для хранения автомобиля, работающего на газовом топливе, должен иметь улучшенную систему вентиляции. Вентиляционные отдушины должны находиться в нижней части, если автомобиль работает на пропан-бутане, так как пропан-бутановая смесь тяжелее воздуха и скапливается внизу. Если автомобиль работает на метане, а метан легче воздуха и накапливается наверху, то отдушины должны быть в верхней части гаража.

Запах безопасности

Природный газ не имеет запаха именно поэтому при использовании его в качестве автомобильного топлива или в бытовых целях к нему подмешивают одорант. Именно это вещество позволяет легко обнаружить любые возможные утечки.

Воспламеняемость

Даже если с учётом всех защитных механизмов и прочности самого газового баллона утечка пропан-бутана все же произошла, то и здесь у него есть преимущество перед бензином. Бензин воспламеняется при температурах до 246 °C, в то время как сжиженный нефтяной газ (пропан) воспламеняется при 500 °C. Таким образом, бензин может загореться даже при попадании на горячую выхлопную систему.

При возникновении значительной утечки (при нештатной ситуации) бензин загорится быстрее, чем газ, поскольку ему нужно меньшее количество воздуха для воспламенения. Пределы воспламеняемости газа: смесь пропан-бутана — 8,4-9,9% газа в воздухе, нижний предел 1,8-2,4%. Пределы воспламенения бензина в смеси с воздухом составляют соответственно 0,6-1,5%. Таким образом, пределы воспламенения газа на 15-20% выше по сравнению с бензином.

Человеческий фактор

Безопасность автогазовой системы во многом зависит и от того, кто ее устанавливал и настраивал. Если это делали профессиональные мастера, то нет смысла сомневаться в уровне безопасности. Мастера серьезных СТО делают все с соблюдением технологических стандартов и при этом несут полную ответственность за работу и безопасность ГБО. Но помимо установщиков и сам автовладелец должен понимать, что регулярные ТО не прихоть установщика, а возможность контролировать состояние системы и по мере эксплуатации устранять недочеты.

ГБО безопасно и выгодно для вашего кошелька

Надеемся приведенные факты изменили вашу боязнь на решительное желание установить ГБО. А это значит, что в скором времени вы сможете сэкономить приличную сумму. Ведь при стоимости газа почти вдвое дешевле бензина вы получите существенную выгоду даже если учесть, что расход газа примерно на 10-15% выше бензинового.

Ну и приятным бонусом будет тот факт. Что суммарная заправка газового баллона и бензинового бака, делают запас хода вашего авто почти вдвое большим. Так что отправляясь в путешествие или в деловую поездку вы можете не переживать о том, где искать заправку в незнакомой местности.

 

Давление в баллоне — обзор

VI.

Давление в цилиндре и эффекты диссоциации

Повышение пикового давления в цилиндре имеет два важных эффекта: (a) механические напряжения в компонентах двигателя увеличиваются. В настоящее время большие двигатели работают с пиковым давлением до 170 бар (Herrman and Magnet, 1985). Высокое давление газа также приводит к увеличению потерь на трение из-за повышенного давления за верхним поршневым кольцом. (б) При прочих равных снижается степень диссоциации.Это проиллюстрировано на рисунке 38, который относится к сжиганию этена (C ₂ H ₄ ) с воздухом в стехиометрических пропорциях. На рис. 38 показано, как равновесный состав продуктов сгорания этена изменяется в зависимости от давления.

Рисунок 38. Влияние давления на диссоциацию.

Уже упоминалось (раздел I), что двигатель DI обычно имеет более низкий удельный расход топлива, чем двигатель IDI.Эта тема будет дополнительно обсуждаться здесь с особым упором на важность местных соотношений воздух / топливо. Как правило, если капли топлива сгорают в регионе с нехваткой кислорода, образуется большое количество окиси углерода. Если позже в процессе сгорания становится доступным больше кислорода, этот монооксид углерода может окисляться или не окисляться до диоксида углерода, в зависимости от температуры. Если к тому времени, когда станет доступен дополнительный кислород, температура упадет ниже примерно 1800 K, концентрация монооксида углерода останется «замороженной» на своем прежнем уровне и не будет значительного преобразования в диоксид углерода.

Если смесь воздух / топливо неоднородна, в выхлопе может появиться значительное количество окиси углерода, даже если общий коэффициент эквивалентности может быть значительно ниже единицы. Это проиллюстрировано для случая двигателя с искровым зажиганием на Рисунке 39 (Uyehara, 1980a), где процентное содержание окиси углерода в выхлопных газах показано как функция от коэффициента эквивалентности. Есть четыре кривых. Кривые A и B представляют собой прогнозируемые концентрации в начале такта расширения и при открытии выпускного клапана (EVO) соответственно. Расчеты основывались на степени сжатия 8 и температуре воздуха 830 K в конце такта сжатия; предполагались условия равновесия. Кривая C и точки D представляют измеренные концентрации CO. При испытаниях, к которым относятся точки D, большое внимание было уделено тому, чтобы наведенный заряд был однородным; Топливо и воздух перед подачей в двигатель тщательно перемешивались в системе баков и экранов. Можно видеть, что в этих условиях и со стехиометрической смесью доля CO в выхлопе была очень низкой — около 0.3%. Кривая C, напротив, представляет данные испытаний, в которых топливо впрыскивалось во впускной коллектор, так что у него было гораздо меньше возможностей для правильного смешивания с воздухом; таким образом, в момент воспламенения можно ожидать, что эквивалентное отношение будет значительно изменяться от точки к точке в камере сгорания. Был измерен общий коэффициент эквивалентности; рабочие условия точно соответствовали условиям точки D. Видно, что концентрация окиси углерода в выхлопе больше, чем для гомогенной смеси; разница особенно заметна для стехиометрических и более слабых смесей. Может показаться, что в случае гомогенной смеси окись углерода образуется более или менее равномерно по всей камере сгорания, но когда смесь неоднородна, существуют локальные богатые топливом зоны, в которых образование окись углерода относительно высока. Когда температура падает ниже примерно 1400 ° C, концентрация окиси углерода замерзает. Казалось бы, если общий коэффициент эквивалентности меньше единицы, то для снижения концентрации окиси углерода в выхлопе желательно иметь однородный заряд в камере сгорания, без зон местного обогащения.

Рисунок 39. Концентрация окиси углерода — зависимость от коэффициента эквивалентности. (Уехара, 1980).

Перепечатано с разрешения © 1980 Society of Automotive Engineers, Inc. Авторские права © 1980

Рассмотрим двигатель IDI, в котором объем предкамеры равен половине общего объема зазора, а другая половина состоит из зазора в цилиндр вместе с соединительным каналом. При высоких нагрузках масса воздуха, захваченного в камере предварительного сгорания в ВМТ, будет значительно меньше половины общей имеющейся массы. Это связано с тем, что воздух в форкамере будет поглощать тепло от относительно горячих поверхностей канала и форкамеры и, следовательно, будет иметь несколько меньшую плотность, чем воздух в пространстве над поршнем. Все топливо впрыскивается в камеру предварительного сгорания; таким образом, коэффициент эквивалентности будет высоким, а отношения [CO ₂ ] / [CO] и [H ₂ O] / [H ₂ ] будут относительно низкими. Хотя намного больше кислорода становится доступным позже в процессе сгорания, когда частично сгоревшие газы выходят в главный цилиндр, окисление CO еще далеко не полное, и как только температура падает ниже 1800 K, реакция становится чрезвычайно медленной.Таким образом, уровень CO в выхлопных газах может быть довольно высоким, даже если общий коэффициент эквивалентности ниже стехиометрического.

Везде, где есть карманы богатой смеси в общей бедной смеси, вероятно, будет значительная концентрация окиси углерода в выхлопных газах. С монооксидом углерода будет связан водород, часть которого не сможет окисляться до воды, когда местное соотношение эквивалентности будет высоким. Относительные пропорции CO ₂ , CO, H ₂ O и H ₂ регулируются уравнением «водяной газ»:

CO + h3O⇌CO2 + h3

Константа диссоциации для этой реакции дана на

Kp = pCO2ph3pCOph3O = nCO2nh3nCOnh3O

, поскольку количество молей каждого вида одинаково (один).

Из измерений состава выхлопных газов можно работать в обратном направлении, чтобы определить K _p и, следовательно, на основании табличных значений K _p как функции температуры, чтобы определить температура, при которой реакция замораживалась. На рисунке 40 показан такой график. В этом случае расчетное значение температуры замерзания составляло 1670 К, но большинство значений, цитируемых в литературе, выше этого — около 1800 К.

Рисунок 40. Определение температуры «замерзания» по составу выхлопных газов.

Как указывалось ранее, когда смесь неоднородна и в некоторых частях заряда, которые в целом обеднены, существуют богатые карманы, в продуктах сгорания будут присутствовать оксид углерода и водород, а также диоксид углерода и вода. Эффективное сгорание требует, чтобы пропорции диоксида углерода и воды были как можно более высокими и чтобы они образовывались в начале хода расширения, что подразумевает близкое приближение к сгоранию с постоянным объемом.В двигателе IDI в камере предварительного сгорания неизбежно образуются относительно большие количества окиси углерода и водорода. Эти газы проходят в пространство над поршнем, где они смешиваются с воздухом. Реакции происходят, но когда поршень опускается на такте расширения, температура падает; когда он достигает критического значения, концентрации различных видов замерзают на своем текущем уровне.

Watson и Kamel (1979) использовали компьютерную модель для сравнения скоростей сгорания в аналогичных двигателях DI и IDI.На рисунке 41 показаны графики изменения скорости сгорания в зависимости от угла поворота коленчатого вала для двух случаев. Явно очевидна большая продолжительность сгорания в двигателе IDI; хотя первая стадия сгорания в форкамере завершается относительно быстро, вторая стадия (в цилиндре) протекает сравнительно медленно.

Рисунок 41. Сравнение скоростей сгорания для двигателей DI и IDI.

Зависимость давления бензина в цилиндрах от частоты вращения двигателя

Контекст 1

… производительность двигателя в отношении давления в цилиндре, скорости тепловыделения, указанной работы, указанной мощности, указанного крутящего момента, IMEP (указанное среднее эффективное давление), ISFC (указанное удельное потребление топлива), объемный КПД, FCE (эффективность преобразования топлива) и выбросы выхлопных газов были исследованы для бензина и топлива КПГ в различных установившихся режимах работы и в условиях MBT (максимальный тормозной момент) путем регулирования количества впрыскиваемого топлива. Тестирование проводилось при лямбде, λ: 0.92 — 1,20 o o, а искровое зажигание было зафиксировано на уровне 342 CA (18 BTDC) для обоих видов топлива. Время зажигания подробно не исследуется в этой статье из-за ограничивающей способности блока управления двигателем. На рисунках 3 и 4 показаны давления в цилиндрах во время сжатия и тактов мощности двигателя при работе на бензине и КПГ при WOT между 1500 и 5000 об / мин. Результаты показывают, что пиковое давление в цилиндре увеличивалось с частотой вращения двигателя до 3000 об / мин, но затем уменьшалось на более высоких скоростях. Сравнение давления в баллоне бензина и КПГ показано на Рисунке 5 для 1500, 3000 и 4500 об / мин.Снижение пикового давления в цилиндре на 13-17% во время рабочего хода при работе на КПГ было обнаружено во всем диапазоне скоростей. КПГ показывает более низкое пиковое давление в цилиндрах по сравнению с бензином из-за того, что вдыхаемая энергия заряда цилиндра, таким образом, чистая высвобождаемая энергия намного ниже, чем у бензина. В результате производимая мощность также была уменьшена, о чем свидетельствует пиковое давление в цилиндре. Можно обнаружить, что максимальное давление в цилиндре o, достигаемое при использовании бензина и СПГ, составляет 5,0 МПа (364 CA) o и 4.Пиковое давление 3 МПа (367 СА) соответственно при 3000 об / мин, где максимальный крутящий момент достигается как для топлива. Положение пикового давления относительно угла поворота коленчатого вала для обоих видов топлива имеет тенденцию быть примерно одинаковым, показывая, что наилучшее время для пикового давления o должно приходиться на 4-7 CA ATDC. Площади, ограниченные кривой давления на графиках P-V, были использованы для определения указанной работы. На рисунке 6 показана указанная работа бензина и КПГ при 3500 об / мин. На рисунке показано, что цилиндр работает в течение одного цикла, что представляет собой положительную работу за счет сгорания во время рабочего такта и отрицательную работу во время сжатия.Результаты показывают, что тенденция и ценность указанной работы для обоих видов топлива довольно сопоставимы, но бензин лучше с немного более высокой положительной работой. Максимальные показанные работы, достигаемые на бензине и СПГ, составляют 0,54 Дж и 0,51 Дж для обоих при o 28 CA ATDC. Скорость тепловыделения как для бензина, так и для КПГ при 1500-5000 об / мин и сравнение задержки воспламенения с моментом зажигания при 1500 об / мин для обоих видов топлива представлены на рисунках 7 и 8. Скорость тепловыделения подразумевает, насколько быстро сгорает топливо. может быть завершена и впоследствии переведена на возвратно-поступательное движение поршня. Как показано на Рисунке 9, результат показывает, что при 3000 об / мин бензин показывает максимальную скорость тепловыделения при o 3 o 354 CA (51 кДж / м / град) по сравнению с CNG при 358 CA 3 (33 кДж / м / град). . Пиковые точки скорости тепловыделения и задержки воспламенения (ΔΘ ig) для каждого топлива и скорости двигателя были перерисованы на рисунках 10 и 11. Очевидно, что скорости сгорания СПГ ниже, чем у бензина, на всех оборотах двигателя. В среднем это показывает, что КПГ выделяет на 33% меньше тепла по сравнению с бензином.Кроме того, результаты также показывают, что задержка воспламенения для природного газа намного больше, чем для бензина, которая в среднем увеличивается на 61%, как показано на Рисунке 11. Результат согласуется с выводом Джонса и Эванса [21]. ]. В результате при более низкой скорости тепловыделения и более длительной задержке зажигания для работы на СПГ требуется более быстрое зажигание. Более низкая величина пикового тепловыделения для КПГ обусловлена ​​более низкой теплотворной способностью нагнетания и уменьшением объемного . ..

Сравнение измерений давления в цилиндрах дизельного двигателя для тяжелых условий эксплуатации с использованием переключающего адаптера | Дж.Англ. Газовые турбины Power

В этом исследовании сравнивались различные конструкции пьезоэлектрических преобразователей давления и монтажные конфигурации для измерения давления в цилиндрах одноцилиндрового дизельного двигателя для тяжелых условий эксплуатации. Использовалась уникальная конструкция головки блока цилиндров, которая позволяла измерять давление в цилиндре одновременно в двух местах. В одном месте были изучены различные пьезоэлектрические преобразователи давления и варианты монтажа. В другом месте использовался переходник Kistler с водяным охлаждением и пьезорезистивным датчиком давления.Адаптер переключения измерял давление в цилиндре во время части цикла низкого давления. Во время части цикла высокого давления датчик защищен от газов высокого давления и высокой температуры в цилиндре. Таким образом, пьезорезистивный датчик измеряет давление в цилиндре с высокой точностью, без воздействия кратковременного теплового дрейфа, также известного как тепловой удар. Кроме того, пьезорезистивный датчик представляет собой датчик абсолютного давления, который не требует базовой линии или «привязки» на каждом цикле двигателя.С помощью этой измерительной установки для пьезоэлектрических датчиков была точно оценена степень теплового удара и вызванная изменчивость измерений. Также представлены и обсуждаются методы анализа данных для количественной оценки точности измерения давления в пьезоэлектрическом цилиндре. Было замечено, что все исследованные пьезоэлектрические преобразователи дали очень похожие результаты в отношении давления сжатия, начала сгорания, пикового давления в цилиндре и общей формы скорости тепловыделения. Различия возникли при изучении влияния крепления преобразователя (например.g., встраиваемый по сравнению с скрытым монтажом). Преобразователи для утопленного монтажа, как правило, дают более точное измерение межцикловой изменчивости по сравнению с базовым пьезорезистивным датчиком. Считается, что это связано с пониженным уровнем теплового удара, который может варьироваться от цикла к циклу.

Введение в испытания давлением в цилиндрах, часть III — Диагностическая сеть

Ранее я опубликовал «Введение в испытание давления в цилиндрах, часть I», охватывающее форму волны сжатия на холостом ходу.

За этим последовало «Введение в испытание давления в цилиндрах, часть II», охватывающее форму кривой сжатия при запуске.

Проверка баллонов давлением становится одним из самых важных новых диагностических инструментов для магазинов. Этот метод предоставляет техническому специалисту ценную информацию, которую невозможно получить никаким другим способом. Эта форма волны может передавать техническому специалисту такие вещи, как: истинная верхняя мертвая точка (ВМТ), фаза фаз газораспределения, угол зажигания, ограниченный выпуск, проблемы с впускными клапанами, проблемы с выпускными клапанами и проблемы с уплотнением поршней за считанные секунды.Понимая изменения давления в камере сгорания, можно сэкономить часы диагностического времени.

Важно понимать, что конкретные изменения давления, происходящие в цилиндре, представляют собой кривые давления в цилиндре. Это означает, что каждый раз, когда дроссельная заслонка изменяется, давление в цилиндре также изменяется. Три основных состояния давления дроссельной заслонки, которые будут проанализированы: запуск с закрытой дроссельной заслонкой, работа с закрытой дроссельной заслонкой (холостой ход) и работа с защелкивающейся дроссельной заслонкой (WOT).Каждое из этих состояний давления предоставит техническому специалисту различную информацию, которая поможет в диагностике внутреннего сгорания.

Количество поступающего воздуха будет меняться в зависимости от того, где находится дроссельная заслонка. Дроссельная заслонка оказывает сопротивление воздуху, поступающему в двигатель, поскольку воздух, поступающий в двигатель, будет регулироваться по мере того, как дроссельная заслонка перемещается по сравнению с отверстием дроссельной заслонки. Эта разница в объеме воздуха, поступающего в цилиндр, вызывает изменение давления в цилиндре.

На рис. 1 изменения давления в цилиндре показаны по мере того, как двигатель переходит от закрытой дроссельной заслонки (холостой ход) к полностью открытой дроссельной заслонке (WOT). В состоянии покоя дроссельная заслонка находится в закрытом положении. На холостом ходу дроссельная заслонка пропускает в двигатель только достаточное количество воздуха, так что при смешивании с запасом топлива мощность, выделяемая из заряда воздух / топливо, может преодолевать паразитные потери двигателя. Эти паразитические потери включают: насосные потери двигателя, потери на трение, вискозиметрические потери потока (при перекачке масла) и любые внешние потери нагрузки (гидроусилитель руля, генератор, кондиционер и т. д.). Количество воздуха, поступающего в двигатель на горячем ненагруженном холостом ходу, может измеряться в граммах в секунду и приблизительно равно литру двигателя. Таким образом, 5-литровый двигатель будет иметь поток воздуха примерно 5 граммов в секунду, чтобы преодолеть патристические потери двигателя.

Когда дроссельная заслонка открывается, ограничение снимается с системы впуска воздуха. Поскольку воздух теперь может свободно поступать в двигатель, объем воздуха в двигателе увеличивается. Этот увеличенный объем изменяет давление в цилиндре.Первые изменения давления, которые мы проанализируем в цилиндре, можно увидеть в точке A, которая находится с закрытым дросселем на холостом ходу, и в точке B, которая находится на WOT. В точке A пиковое давление составляет 60 фунтов на квадратный дюйм, а в точке B максимальное давление составляет 165 фунтов на квадратный дюйм. Эта разница давлений более чем вдвое превышает давление холостого хода с увеличением на 105 фунтов на квадратный дюйм и возникает в течение одного цикла зажигания или 720 градусов вращения коленчатого вала. Кроме того, давление в точке B должно быть равно или превышать давление сжатия при запуске исправного цилиндра.При поиске протекающего цилиндра точка B является хорошим индикатором, поскольку скорость поршня все еще низкая. По мере увеличения скорости двигателя давление также будет увеличиваться, что можно увидеть в точке C. В точке C пиковое давление составляет 205 фунтов на квадратный дюйм, что на 40 фунтов на квадратный дюйм от точки B и 145 фунтов на квадратный дюйм от точки A. В этом случае пиковое давление должно увеличиться примерно вдвое в течение первого пожарного цикла и примерно в три раза в течение пятого пожарного цикла. Важно отметить, что если двигатель работает плохо, дроссельная заслонка или регулятор скорости холостого хода будут пропускать больше воздуха в двигатель, чтобы поддерживать двигатель на заданной скорости холостого хода.Это, в свою очередь, позволит повысить пиковое давление холостого хода в цилиндре. Добавление некоторого привода с помощью проводной системы управления дроссельной заслонкой может не позволить дроссельной заслонке быстро открываться.

Глядя на изменения давления в цилиндре, лучше всего учитывать изменения давления при изменении объема. Чтобы иметь давление, у вас должен быть объем и что-то, на что он может давить. Эту идею объема и давления лучше всего можно увидеть в законе идеального газа Бойля.

Закон Бойля: ; где P — давление газа, V — объем газа, а k — постоянная величина

Количество вещества в замкнутой системе всегда постоянно, но если площадь (объем), которая включает материя меняется, сила (давление) изменяется пропорционально.Уравнение показывает, что с увеличением объема давление газа пропорционально уменьшается. Точно так же, когда объем уменьшается, давление газа увеличивается, как можно увидеть на рис. 2 . Если температура содержащегося в нем газа изменится, объем газа также изменится. Причина того, что воздух «расширяется» при нагревании, заключается в том, что тепловая энергия заставляет молекулы воздуха двигаться быстрее. Частицы, движущиеся быстрее, занимают больше места — больший объем. Холодный воздух «сжимается / конденсируется» по совершенно противоположной причине.У частиц не так много энергии, чтобы быстро перемещаться, занимая место, поэтому они могут быть ближе друг к другу — меньше объема.

Возникает вопрос, почему пиковое давление при мгновенном дросселировании должно быть больше, чем пиковое давление при проворачивании? Во время проворачивания рабочий объем цилиндра имеет больше времени для заполнения, поэтому объемный КПД цилиндра находится на самом высоком уровне. При увеличении объема, содержащегося в цилиндре, пиковое давление также должно быть в самой высокой точке, однако это не так.Во время проворачивания двигателя частота вращения двигателя составляет приблизительно от 150 до 250. Во время резкого открытия дроссельной заслонки частота вращения может составлять от 2000 до 3000. Это увеличение числа оборотов двигателя позволяет увеличить пиковое давление. Поскольку двигатель вращается быстрее, скорость поршней увеличивается, эта кинетическая энергия поршня передается в объем воздуха, содержащийся в цилиндре. Когда поршень движется вверх в цилиндре, молекулы воздуха ударяются о головку поршня, тем самым ускоряясь. Эти ускоренные молекулы воздуха как бы ударяются друг о друга, создавая тепло. Это повышение температуры позволяет также увеличивать объем воздуха внутри цилиндра, таким образом, увеличивается пиковое давление в цилиндре; больше объема = больше давления, меньше объема = меньше давления.

Следующее изменение давления, которое мы рассмотрим, находится в точках D и E на рисунке 1. Точка D называется плато выпуска. Это плато создается всасывающим вакуумом. Когда дроссельная заслонка открывается, что видно по опусканию синей вакуумной трассы в коллекторе, плато выпуска в точке E также падает.Это происходит из-за потери вакуума в коллекторе, вызванной атмосферным давлением, заполняющим впускной коллектор при отсутствии дроссельной заслонки. Поскольку плато создается вакуумом двигателя, по мере того, как вакуум повышается или понижается, плато выхлопа следует за вакуумом и также будет перемещаться вверх или вниз. В точке F дроссельная заслонка быстро закрывается после щелчка дроссельной заслонки. Двигатель, вращающийся от 2000 до 3000 об / мин, и быстрое закрытие дроссельной заслонки создают условия очень высокого вакуума. Этот высокий вакуум вызывает потерю откачки двигателя, что приводит к быстрому замедлению работы двигателя.Кроме того, обратите внимание, что пиковое давление падает ниже пикового давления холостого хода. Это связано с тем, что двигатель имеет более высокие обороты при закрытой дроссельной заслонке. В этом состоянии меньше времени для заполнения цилиндра, поэтому меньше воздуха запирается внутри цилиндра, что снижает пиковое давление.

На рис. 3 показан сигнал мгновенного дросселирования. В точке А пиковое давление холостого хода составляет 50 фунтов на квадратный дюйм. После щелчка дроссельной заслонки пиковое давление составляет всего 35 фунтов на квадратный дюйм, это разница в 15 фунтов на квадратный дюйм.Важно проанализировать восстановление давления после щелчка дроссельной заслонки. Поскольку частота вращения двигателя была увеличена, эта энергия воздействует на компоненты двигателя. Такие вещи, как пружины клапана и толкатели, могут выйти из строя из-за приложенной к ним повышенной энергии. В этом примере давление масла увеличивается во время щелчка дроссельной заслонки. Это позволяло подъемникам накачивать воздух, создавая потерю давления внутри цилиндра, создавая пропуски зажигания. В этот двигатель пропущено моющее средство для масляного очистителя. Эта обработка очистила лифты, исправив это состояние пропуска зажигания.

Существует две основные формы волны давления дроссельной заслонки с защелкиванием, как показано на рисунках 4 и 5. Рисунок 4 получен из формы волны давления дроссельной заслонки с мгновенным щелчком нормального потока. Рис. 5 Сигнал получен из сигнала мгновенного действия дроссельной заслонки с высоким расходом. При нормальной форме волны давления потока воздух, проходящий через двигатель, имеет небольшое ограничение из-за геометрии двигателя. В конструкции двигателя с высоким расходом меньше ограничений для воздушного потока, проходящего через двигатель.

Сопротивление воздушного потока двигателя или падение давления создается соотношением объема к площади. Чем больше объем, тем больше давление. В выхлопной системе двигателя есть канал или область, через которую должны проходить отработанные выхлопные газы. Этот основной выхлопной газ имеет тепловую энергию, которая пытается расширить газ, когда он вытесняется из камеры сгорания в выхлопное отверстие. Это означает, что объем основного выхлопного газа увеличивается с увеличением температуры. При низких настройках дроссельной заслонки объем этого основного выхлопного газа невелик, при увеличении дроссельной заслонки объем этого базового выхлопного газа также увеличивается.Этот объем должен проходить через выхлопную зону двигателя.

При очистке камеры сгорания действуют две силы. Во-первых, это сила движения поршня вверх под выхлопом, которая вытесняет объем из камеры сгорания. Второй — за счет энергии выхлопа, проходящего через область выхлопа. Если выхлопные газы имеют массу, а это и есть, и есть ускорение выхлопных газов, которое есть, то есть энергия. Эта энергия создает эффект сифона, который вытягивает выхлопные газы из камеры сгорания. Чтобы создать этот сифонный эффект, скорость выхлопных газов должна быть как можно большей. Это означает, что при проектировании двигателя площадь порта будет рассчитана для диапазона, в котором будет производиться мощность. Большинство легковых автомобилей будут эксплуатироваться с дроссельной заслонкой ниже 40% в течение примерно 90% срока службы автомобиля. Таким образом, скорость выхлопного газа будет регулироваться уменьшением площади выхлопа. Это увеличит скорость выхлопных газов при более низких настройках дроссельной заслонки и более низких оборотах.Это конструкция с нормальной геометрией потока для двигателя, которая увеличит мощность двигателя там, где будет рабочий диапазон двигателя. Однако теперь это будет обеспечивать сопротивление (противодавление) выхлопным газам при больших объемах или нагрузках. В конструкции с высокой геометрией потока этот расход установлен для получения большей мощности в более высоком диапазоне оборотов. Конструкция геометрии двигателя всегда идет на компромисс.

На рис. 6 осциллограмма мгновенного открытия дроссельной заслонки показывает высокое противодавление от системы выпуска с ограничениями.В точке A выпускной клапан открывается, и давление в цилиндре немедленно повышается. Это происходит из-за того, что противодавление выхлопных газов выше, чем давление в цилиндре. Поскольку высокое давление имеет большую силу, оно всегда будет переходить к более низкому давлению, имеющему меньшую силу. Важно правильно измерить форму волны давления. Это делается путем измерения давления в точке открытия выпускного клапана в точке A, а затем измерения до самого высокого давления, полученного между 30-60 градусами после BTC, показанного в точке B.Этот перепад давления не должен превышать 8 фунтов на квадратный дюйм, у большинства двигателей перепад давления составляет 3-6 фунтов на квадратный дюйм. Из-за разницы в давлении 10 фунтов на квадратный дюйм от точки A до точки B произойдет потеря мощности, связанная с двигателем. На рис. 6 показано, что существует разница в 23 фунта на квадратный дюйм, что явно указывает на ограничение потока выхлопных газов. На этом автомобиле ограничение потока выхлопных газов было вызвано засорением каталитического нейтрализатора. Этот метод покажет очень небольшое ограничение в выхлопе, когда мощность двигателя упадет выше 5000-6000 об / мин.

В рис. 7 осциллограмма щелчка дроссельной заслонки показывает рост давления в точке A, это происходит на отметке 360 градусов вращения коленчатого вала. Повышение давления на отметке 360 — это место, где поршень приближается очень близко к головке блока цилиндров, когда выхлопной сток заканчивается. Это повышение давления будет связано с такими вещами, как усовершенствованная синхронизация выпускного распредвала, двигатели с турбонаддувом или ограниченные выпускные отверстия. Важно отметить, что повышение давления произошло в конце хода выхлопа.В этом примере давление в точке A имеет разницу давлений 28 фунтов на квадратный дюйм. Это вызвано тем, что выхлопные газы сталкиваются с турбиной в турбонагнетателе. Если двигатель оснащен турбонагнетателем, это нормально, однако, если двигатель не имеет турбонаддува, в этот момент не должно быть высокого давления.

По мере того, как вы расширяете свои знания об испытаниях под давлением в цилиндрах, вы будете удивляться, как вы когда-либо выживали без этой техники. Это один из методов диагностики, которым ваш магазин должен овладеть.Если вы готовы к большему, ознакомьтесь со следующей статьей.

Устройства сброса давления для безопасности оборудования газовых баллонов

Устройства сброса давления (PRD) устанавливаются на газовых клапанах баллонов высокого и низкого давления, чтобы минимизировать риск разрыва баллона. Очень важно, чтобы человек, заполняющий цилиндр, убедился, что PRD соответствует продукту. Если каждый разливщик позаботится об этой ответственности самостоятельно, каждый может быть уверен, что этот процесс проходит гладко и безопасность обеспечивается.

Связаться со специалистами по клапанам

Различные типы устройств сброса давления (PRD)

Существует четыре типа PRD. Узнайте больше о том, из чего состоит каждый из них, и о его назначении.

• Устройства с разрывным диском: Это устройство представляет собой плоский диск, который обычно изготавливается из металла и предназначен для разрыва при заданном давлении, чтобы обеспечить выход газа. Рейтинг обычно проставляется на лицевой стороне устройства. Его следует использовать для сжатого воздуха, аргона, гелия, азота и кислорода.

• Устройства с плавкими вставками: Это устройство представляет собой вилку из легкоплавкого металла, рассчитанную на текучесть или плавление при низких температурах. Рейтинг температуры металла проштампован на приборе. Газ, в котором используется этот тип устройства, — ацетилен.

• Комбинированные разрывные диски: Разрывная мембрана опирается на предыдущую плавкую вставку. В случае пожара плавкий металл расплавится, и избыточное давление в цилиндре будет сброшено, когда диск лопнет. Давление разрыва диска и температура плавления свечи отмечены номиналом.Этот тип устройства чаще всего встречается с медицинскими газовыми баллонами.

• Клапаны сброса давления: Пружинный клапан открывается, когда давление в баллоне превышает настройку давления пружины для выпуска содержимого. Как только давление в баллоне упадет до установленного для клапана значения, клапан обычно возвращается в исходное положение без утечки.

Техническое обслуживание устройства сброса давления (PRD)

Как и в случае с любым другим продуктом, устройство сброса давления необходимо поддерживать в надлежащем состоянии, чтобы оно могло выполнять свои функции и поддерживать хорошую долгосрочную работу.

Следует проявлять осторожность при обращении с баллонами со сжатым газом и их хранении и избегать засорения каналов и деталей PRD любым способом, который может повлиять на работу устройства.

Все устройства сброса давления должны быть проверены изнутри на предмет коррозии, повреждений, ржавчины, закупорки каналов устройства сброса давления или механических дефектов, таких как утечка или выдавливание плавкого металла. Если есть какие-либо вопросы о том, подходит ли PRD, баллон не следует наполнять, пока устройство не будет подходящим.

Кроме того, неуполномоченный персонал не должен пытаться ремонтировать PRD. Если PRD ремонтируются или восстанавливаются, производитель может их отремонтировать при условии, что они будут повторно протестированы, чтобы подтвердить, что они соответствуют требованиям.

Устройства сброса давления обеспечивают безопасность и снижают риск катастрофических событий. Безопасность — главный приоритет компании CPV Manufacturing, поэтому клиенты доверяют нашей продукции. CPV разрабатывает и производит продукцию, которая превышает требования отраслевых спецификаций и требований заказчиков.

Давление в цилиндре «AVAT Automation GmbH

С серией E²PRECON мы являемся первопроходцами в области управления двигателем с контролем давления в цилиндре с 2006 года. E²PRECON предлагает комплексный анализ давления в цилиндре в режиме реального времени в компактном размере и поддерживает широкий ассортимент датчиков давления в баллонах от различных производителей.

Используя проверенные алгоритмы цифровой обработки сигналов, E²PRECON рассчитывает характеристики сгорания для каждого цилиндра и каждого цикла сгорания.Это ключевые параметры, которые необходимы производителям двигателей для реализации расширенного управления, контроля и диагностики сгорания.

Включая термодинамические модели, модули E²PRECON рассчитывают чистое тепловыделение и характер скорости тепловыделения (HRR). Отсюда вычисляются важные параметры сгорания: начало (SoC), продолжительность (DoC) и центр горения (CoC). Также представлены указанное среднее эффективное давление (IMEP), пиковое давление и уровни детонации.

Поскольку датчики давления в цилиндрах имеют ограниченный срок службы, в них включены мониторинг состояния датчиков и проверки достоверности сигналов.

Преимущества AVAT E²PRECON

• Подходит для любого двигателя с модулями на 4, 12 или 20 цилиндров
• Управление сгоранием на основе давления в цилиндре
• Характеристики сгорания для каждого цилиндра
• Обеспечивает балансировку, пропуск зажигания и обнаружение детонации Интерфейс
• системы мониторинга состояния
• Один сервисный инструмент помогает в диагностике и оптимизации двигателя
• Включена библиотека для ПЛК Bachmann (другие по запросу)

Краткий обзор серии E²PRECON

С компонентами управления E²PRECON-c доступны самые компактные модули для регулирования сгорания до 20 цилиндров на основе давления в цилиндрах с множеством дополнительных функций для использования в стационарных газовых двигателях.

Судовая версия E²PRECON-M , была специально разработана нами для работы на двигателе. Точно так же возможно использование в суровых условиях. Серия M уже подготовлена ​​для морских сертификатов в соответствии с ABS, BV, DNV GL и LR.

«ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОШИБКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭТАЛОННОГО ДАВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРЕ» Сид Гопуйкар

Пользователи технической поддержки штата Мичиган за пределами кампуса: Чтобы загрузить тезисы или диссертации, Пожалуйста, используйте следующую кнопку для входа в систему со своим идентификатором Michigan Tech ID и паролем: войдите на прокси-сервер

Пользователи, не принадлежащие к Michigan Tech: Пожалуйста, поговорите со своим библиотекарем о запросе этой диссертации через межбиблиотечный абонемент.

Тип документа

Отчет магистратуры по доступу в кампус

Название степени

Магистр машиностроения (MS)

Административно-бытовой отдел

Кафедра машиностроения-механики

Абстрактные

Давление в цилиндре традиционно относится (также известное как привязка) к давлению во впускной камере двигателя. Зная абсолютное давление в коллекторе (MAP) в конце такта впуска, кривую давления для всего цикла можно получить с помощью пьезоэлектрического преобразователя. Ошибка в привязке вызывает ошибку в графике давления в цилиндре, что отрицательно сказывается на анализе сгорания.

Это исследование сосредоточено на оценке ошибки привязки для нескольких условий работы двигателя, определении лучших мест привязки и оценке влияния ошибки привязки на показатели сгорания. Моделирование проводилось на GT-Power. В этом проекте использовался двигатель General Motors LHU, представляющий собой 2,0-литровый четырехцилиндровый двигатель с двойным улиткой и турбонаддувом с искровым зажиганием.Изменялись такие параметры, как закрытие впускного клапана, частота вращения двигателя, нагрузка (BMEP) и длина впускного желоба.

Результаты показали, что средняя ошибка разметки и стандартное отклонение возрастают с увеличением частоты вращения двигателя и нагрузки. При изменении длины впускного желоба нет заметной разницы в ошибке разметки. В случае IVC, случаи с ранним закрытием впускного клапана (EIVC) показали ошибку привязки около 1 бара на стороне впуска. Исходя из данных, собранных в рамках этого проекта, можно сказать, что при запуске EIVC лучше закреплять на выхлопной стороне.Без случаев EIVC средняя ошибка разметки и стандартное отклонение находились в пределах 0,1 бара друг от друга для всех рассматриваемых местоположений разметки и не являлись вескими доводами в пользу изменения местоположения разметки.

Код MATLAB использовался для анализа влияния ошибки привязки на показатели горения: CA10, CA50, CA90, D0-10, D10-90, PolyC и PolyE, а также IMEP, пиковое давление, местоположение пикового давления. Используя максимальную ошибку привязки для каждого случая, погрешность показателей горения была рассчитана для всех случаев и проанализирована для всех четырех параметров.CA10, CA50, CA90, D0-10 и D10-90 продемонстрировали ошибки менее 1 ° CA во всех случаях. Максимальная ошибка для PolyC составляла 0,2 (15,15% с учетом значения PolyC, равного 1,32), а для PolyE — 0,05 (3,94% с учетом значения PolyE, равного 1,27). При дальнейшем анализе, основанном на каждом местоположении (вместо взятия максимальной ошибки), максимальная ошибка PolyC была уменьшена до 0,15 (11,36%), а ошибка PolyE была уменьшена до 0,03 (2,36%).