Завихритель воздуха

Решил поставить себе завихритель воздуха на инжектор для экономии топлива и проконсультировался у знакомого механика

1 Знакомого такой тюнинг не удивил
2 Что нужно делать?
3 Как это должно работать

Недавно я загорелся идее поставить себе завихритель воздуха для экономии топлива. По отзывам в интернете такой способ является одним из самых простых. Однако правда ли он такой эффективный, как говорят?

Тут мнения разделились. Одни водители считают, что результат после модернизации есть, другим это кажется бессмысленным или даже вредным. Именно поэтому я решил проконсультироваться с одним знакомым, который хорошо разбирается в машинах.

Самодельный завихритель из консервной банки

Знакомого такой тюнинг не удивил

Дело в том, что завихритель он впервые увидел несколько лет назад. Тогда к нему заехал на сервис автомобиль с уже установленной конструкцией. После этого приятель решил тщательнее разобраться в этом вопросе, чтобы понять, нужна ли вообще такая доработка. Оказывается, многие люди ставят ее себе и объясняют эффективность простым физическим явлением.

Наверное, у многих в школе был опыт, когда учитель пытается вылить воду из бутылки, просто перевернув ее горлышком вниз. Но все идет намного быстрее, если вращательными движениями создать в жидкости воронку. То же самое происходит и с воздухом, который проходит через завихритель.

Что нужно делать?

Что касается простоты модернизации, то тут все и правда не сложно. Конечно, изделие можно приобрести в магазине. Благо, сейчас найти его не проблема. Однако не трудно будет изготовить его самостоятельно. Для этого всего лишь потребуется консервная банка того же диаметра, что и воздушный канал.

Готовый завихритель обычно устанавливается после дроссельной заслонки. Поклонники такого метода уверяют, что в результате происходит увеличение скорости подачи воздуха. За счет этого у двигателя увеличивается мощность, в результате чего происходит небольшая экономия топлива.,

Завихрители из магазина

Как это должно работать

Некоторые люди заявляют, что никакого особенного эффекта от установки данного девайса нет. Дело в том, что топливо с воздухом в основном перемешивается уже внутри двигателя. Выходит, неважно, какая скорость потока снаружи мотора. Она все равно не даст никакого результата до определенного момента.

Хотя есть некоторые автолюбители, которые уверяют, что расход бензина уменьшается даже на холостом ходу при установке завихрителя. Хотя экономия небольшая (по их словам, она составляет не более 100 мл/час), тем не менее, она есть.

Такое действительно возможно. Связано это с тем, что канал подачи воздуха сужается и в результате объем его подачи уменьшается. В результате происходит изменение количества подаваемого топлива. Оно уменьшается для того, чтобы концентрация топливно-воздушной смеси оставалась без изменения.

Такая экономия имеет и обратную сторону. Динамика работы двигателя будет ухудшаться. На высоких оборотах все может привести к обеднению смеси. А это оказывает крайне негативное влияние на мотор.

Таким образом, я понял, что установка завихрителя является не слишком хорошим решением. Если и получится что-то сэкономить, то ущерб двигателю будет более значительный.

Есть, что добавить? Пишите в комментариях, возможно это очень поможет читателям в будущем. Так же подписывайтесь на наш канал в ДЗЕНЕ.

Поделиться с друзьями:

Завихритель воздуха в автомобиле — есть ли эффект от тюнинга

6 марта 2021

Car.ru

На что только не идет обычный автомобилист, чтобы улучшить свое транспортное средство и выделить его на фоне всех остальных. Как правило, все работы по тюнингу направлены на улучшение внешнего вида. Однако, есть и такие приемы, которые позволяют повысить мощность мотора и сократить топливный расход.

Фото: Car.ruCar.ru

Любой, кто разбирается в доработке транспортных средств, скажет, что установка завихрителя воздуха — самый простой и популярный способ тюнинга транспортного средства. В Сети можно найти много советов и способов данной технологии. Одни автовладельцы заявляют, что давно используют завихрители воздуха, другие же считают такую доработку бесполезной, а в некоторых случаях опасной. Ответить на данный вопрос может только тот человек, который разбирается в конструкции и принципе работы мотора. Поэтому пришлось обратиться за помощью опытного моториста.

Видео дня

Впервые он столкнулся с завихрителем воздуха на воздушной магистрали около 20 лет назад. Тогда в его сервис приехал почти новый Opel, владелец которого решился на подобную доработку. После беседы выяснилось, что установить завихритель владелец решил после совета авиаконструктора и объяснил это простым физическим явлением.

Следует налить в пластиковую бутылку воду и перевернуть ее горлышком вниз. Со временем вся жидкость из емкости вытечет, но происходить это будет очень медленно. Если предварительно раскрутить бутылку и воду, то процесс пойдет быстрее. Дело в том, что над горлышком появляется воронка, при помощи которой вода выходит наружу намного лучше. С воздухом, который проходит в мотор, происходит примерно такое же явление.

Механик после такого рассказа решил поставить на свою девятку завихритель и посмотреть на результат, но его не оказалось. Несмотря на то, что показаний с бортового компьютера не было, это можно было заметить по ощущениям. Не так давно в сервис стало обращаться много людей, которые желали поставить завихритель. Некоторые приобретают уже готовые комплекты, а другие выполняют сборку и установку самостоятельно. Для того, чтобы изготовить завихритель, можно применить обычную консервную банку, которая подойдет по диаметру воздушного канала. Как правило, изделие ставят сразу после дроссельной заслонки. Те люди, которые придерживаются такой идеи, утверждают, что при помощи такого способа можно увеличить скорость подачи воздуха в мотор и мощность. Кроме того, тюнинг позволяет сократить расход топлива. Это объясняется сужением канала подачи воздуха. На холостом ходу топливо действительно можно сэкономить. Вот только динамика мотора снизится, а на высоких оборотах в мотор будет поступать бедная топливная смесь, что сказывается на ресурсе.

Вывод один - установка завихрителя может принести несколько положительных результатов. Однако, за ними могут скрываться неприятности. Если в конструкции транспортного средства не предусмотрен такой элемент, установку следует доверить профессионалам.

Итог. Завихритель воздуха в мотор устанавливают те, кто желает получить большую мощность и сократить расход топлива. Не всегда такой тюнинг приводит к ожидаемым результатам. В некоторых случаях модернизация чревата появлением поломок.

Автоэксперт,Opel,

ЗАГЛУШИТЕЛЬ ВОЗДУХА ДЛЯ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом относится к камерам сгорания газовых турбин и, более конкретно, к завихрителю воздуха для использования в камерах сгорания газовых турбин.

В современном промышленно развитом и моторизованном обществе загрязнение воздуха действительно стало огромной проблемой. Правительство вмешивается, чтобы обуздать проблему с помощью соответствующего законодательства, в то время как производители продолжают исследования, чтобы разрабатывать экологически чистые товары. Производство газовых турбин не является исключением, и было проведено много исследований в области удаления загрязнений из выхлопных газов газовых турбин.

В предшествующем уровне техники одним из способов уменьшения дыма в выхлопе газовой турбины было использование добавки, такой как марганец. Присадки, конечно, увеличивают стоимость топлива, хотя часто они не увеличивают заметно дымность по фон Бранду. Плотность дыма или «Количество отражающего дыма Фон Бранд» является мерой количества видимого дыма в потоке из выхлопной трубы. Числа варьируются от 0 до 100, где 100 указывает на бездымную дымовую трубу. В предшествующем уровне техники также предлагалось впрыскивать мелкодисперсный хладагент в первичную зону камеры сгорания, тем самым снижая температуру первичной зоны для небольшого увеличения дымового числа фон Бранд. Пример этого способа можно увидеть в патенте США No. № 3 088 280 от 07.05.1963 .

Другим методом снижения содержания дыма в выхлопе газовой турбины является обработка самих выхлопных газов. Использование скрубберов выхлопных газов, как их иногда называют, требует дополнительного сложного оборудования для правильной работы.

Настоящее изобретение, помимо конкретной конструкции завихрителя воздуха, относится к способу снижения дымности за счет «осушения» первичной зоны камеры сгорания, т. е. добавления дополнительного количества воздуха по отношению к подаваемому топливу в первичной зоне. В технике известно, что обеднение топливно-воздушной смеси снижает количество сажи и дыма, образующихся в процессе сгорания. Когда делается попытка наклонить первичную зону или головную часть камеры сгорания, возникает проблема, заключающаяся в том, что стабильность пламени снижается и, возможно, может быть полностью потеряна. При добавлении завихрителя воздуха по настоящему изобретению вокруг топливного сопла в камере сгорания создается свободный вихревой поток, и фронт пламени эффективно стабилизируется.

Другой проблемой, связанной с камерами сгорания газовых турбин, является накопление углерода на поверхности топливного сопла во время работы. В прошлом топливные форсунки приходилось снимать с каждой камеры сгорания и периодически очищать. Конечно, это потребовало отключения газовой турбины и потребовало разборки камеры сгорания, чтобы можно было очистить поверхность каждой топливной форсунки. Было бы желательно иметь узел топливной форсунки, который самоочищался бы во время работы.

В камерах сгорания газовых турбин, где желательна двойная топливная емкость, т. е. такие, которые обеспечивают поток как жидкого топлива, так и газообразного топлива, становится проблемой поддержание чистоты газовых отверстий при работе на жидком топливе. Желательно, чтобы выход из газовых отверстий находился в месте, где существует только чистый воздух, то есть в непосредственной близости от поступающего воздуха для горения. Воздух, проходящий через щели завихрителя, препятствует попаданию продуктов сгорания и масла в газовую часть сопла. Также желательно придать газообразному топливу характеристику завихрения, чтобы вызвать полное перемешивание в камере сгорания.

Соответственно, одной из целей настоящего изобретения является стабилизация пламени при наклоне головной части, тем самым уменьшая дымность выхлопа газовой турбины.

Соответственно, второй целью настоящего изобретения является предотвращение образования углеродистых отложений на поверхности топливной форсунки во время работы.

Соответственно, третьей целью изобретения является создание завихрителя воздуха, который также действует как сопло для газообразного топлива.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вкратце, настоящее изобретение реализовано в одной форме путем обеспечения усовершенствованного завихрителя воздуха вокруг топливного сопла камеры сгорания газовой турбины. Завихритель состоит из элемента корпуса, в котором выполнены прорези, так что множество лопастей образовано по окружности элемента корпуса. Лопасти выполнены таким образом, что поверхность задней кромки имеет определенную измеримую толщину. В элементе корпуса предусмотрено множество отверстий для очистки воздуха, так что часть воздуха для горения, проходящего к лопастям завихрителя, направляется через отверстия для очистки воздуха и поперек поверхности топливного сопла, таким образом предотвращая накопление углеродистых отложений. Также в одном варианте осуществления в элементе корпуса расположено множество отверстий для газа сгорания, так что, когда топливная форсунка работает на газообразном топливе, топливо поступает в отверстия для газа и направляется к щелям завихрителя воздуха. Газообразное топливо закручивается вместе с той частью воздуха для горения, которая проходит через щели завихрителя воздуха, предотвращая его накопление вокруг газовых отверстий.

ЧЕРТЕЖ

РИС. 1 представляет собой вид спереди завихрителя.

РИС. 2 представляет собой частичный вид сверху, показывающий относительные размеры лопастей завихрителя воздуха.

РИС. 3 - вид в разрезе по линии III-III на фиг. 1.

РИС. 4 представляет собой вид в разрезе завихрителя воздуха с соответствующей топливной форсункой, оба расположены в крышке камеры сгорания.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ

Обратимся теперь к фиг. 1 завихритель воздуха, как правило, обозначен цифрой 1 и состоит из корпуса 2, из которого выточено множество отдельных лопастных элементов 3. Следует понимать, что при формировании лопастных элементов 3 также формируется множество пазы 4 по окружности корпуса 2. Хотя было упомянуто, что лезвия 3 врезаны в корпус 2, можно использовать любые подходящие средства для формирования пазов 4 в элементах 3 лезвий. Одним из критериев формирования лопаточных элементов 3 является то, что задняя кромка или задняя поверхность (задняя кромка по отношению к потоку воздуха для горения через завихритель воздуха), обозначенная позицией 5, имеет определенный измеримый размер, в отличие от сужающейся кромки. Причина, по которой задняя кромка или задняя поверхность 5 имеет такую конфигурацию, будет более подробно описана ниже. Отверстие 6 топливной форсунки расположено, как правило, в геометрическом центре элемента 2 корпуса для размещения топливной форсунки 7. Отношение топливной форсунки 7 к завихрителю 1 воздуха можно увидеть на фиг. 4.

Обозначен цифрой 8 на РИС. 1 показаны отверстия для очистки воздуха, которые используются для защиты поверхности топливного сопла 7 от скопления углеродных частиц, которые обычно сопровождают работу камеры сгорания газовой турбины предшествующего уровня техники. Отверстия 8 для очистки воздуха проходят в основном под углом от внутренней поверхности 9 прорезей 4 к верхней или нижней поверхности 10 корпуса 2. Угол отверстий 8 для очистки воздуха, который более четко показан на фиг. 3, составляет порядка 25°-35°, при этом угол 30° является предпочтительным для уменьшения наибольшего количества нагара. Этот угол, образованный плоскостью, перпендикулярной оси завихрителя, обозначен как α на фиг. 3. По мере того как воздух для горения начинает поступать в щели 4, что обычно составляет от 5 до 10 процентов от общего количества воздуха для горения, небольшая часть этого воздуха будет естественным образом поступать в отверстия для очистки воздуха 8 из-за перепада давления на член тела 2.

Размеры прорезей 4 и лопастных элементов 3 являются критическими и представляют собой определенные отношения, которые должны соблюдаться для обеспечения надлежащего количества завихренного воздуха для достижения целей изобретения. Если через прорези 4 будет поступать слишком много воздуха за счет слишком большого расстояния между лопастями 3, то можно создать такой обедненный головной конец, что горение не будет поддерживаться. Также очевидно, что если через щели 4 проходит слишком много воздуха, происходит неэффективное смешивание воздуха для горения и топлива. Это критическое отношение представляет собой отношение размаха поверхности лопатки, обозначенной буквой А, к ширине щели, обозначенной буквой В. Это отношение А/В должно находиться в диапазоне от 1,15 до 1,85, когда диаметр камеры сгорания камера имеет размер порядка 15 дюймов, так что требуемые 5-10 процентов воздуха для горения будут проходить через щели 4.

Другим критическим размером, связанным с лопастными элементами 3, является угол γ, под которым лопасти 3 расположены от плоскости, перпендикулярной оси завихрителя. Именно этот угол γ определяет величину завихрения, которое сообщается воздуху для горения, проходящему через щели 4. Если угол γ слишком мал, что вызывает слишком сильное завихрение, смесь воздуха для горения и топлива будет образовывать свободный вихрь со слишком большой силы и бросают топливо на стенки камеры сгорания (не показаны). Углерод также будет накапливаться на поверхности топливного сопла. Если угол γ слишком велик, поступающему воздуху для горения не будет придана достаточная закрутка. Недостаточная завихренность обеспечивает недостаточное перемешивание воздуха для горения и топлива. Было обнаружено, что угол γ для надлежащей степени закрутки должен поддерживаться в пределах от 55° до 65° с требуемым углом 60°.

Другим важным аспектом данного изобретения является тот факт, что завихритель воздуха может быть приспособлен для фактического превращения в форсунку для газового топлива, даже когда стандартная топливная форсунка 7 установлена на место. Множество отдельных газовых отверстий 11 расположены в корпусе 2 завихрителя воздуха 1 и проходят от нижней или входной поверхности 12 корпуса 2 на внутренней стороне газовой стенки или монтажного элемента 13, как правило, до внутренней поверхности 9 завихрителя воздуха. гнездо 4.

На фиг. 1, видно, что газовые отверстия 11 обеспечивают выпуск газообразного топлива через каждую вторую прорезь 4. Угол β, под которым расположены газовые отверстия 11 в корпусе 2, является критическим и должен находиться в диапазоне от от 25° до 65°, при этом предпочтительный угол, измеренный от плоскости, перпендикулярной оси завихрителя, составляет 35°.

На фиг. 4, где топливная форсунка 7 показана в сочетании с завихрителем 1 воздуха в головной части камеры сгорания газовой турбины, указаны пути подачи топлива в камеру сгорания. В головной части понятно, что либо жидкое топливо, либо газообразное топливо могут сжигаться в любой момент времени. В этом смысле топливная форсунка 7 в сочетании с завихрителем 1 воздуха образует двойную топливную форсунку. Топливная форсунка 7 состоит из наружной стенки 14, которая вместе с монтажным элементом или газовой стенкой 13 образует канал 15, который сообщается с газовыми отверстиями 11, образуя таким образом, по существу, газообразную топливную форсунку.

Когда желательно использовать только жидкое топливо, будет работать топливная форсунка 7. Жидкое топливо поступает во внутреннюю камеру 16 и оттуда проходит через форсунку 17, где распыляется потоком распыляющего воздуха (когда он используется), который проходит вверх через кольцевой рукав 18, образованный внешней стенкой 14 и внутренней стенкой 19. воздух мелко распыляет жидкое топливо, когда оно поступает в камеру сгорания газовой турбины, как показано на фиг. 4.

Также показано на РИС. 4 показана часть крышки 20 камеры сгорания, которая в действительности проходит дальше наружу, пока не встретится с вкладышем камеры сгорания (не показана), который обычно имеет форму цилиндрической трубы с расположенными вдоль нее отверстиями для воздуха горения. Крышка 20 камеры сгорания установлена на окружном установочном кольце 21, которое во время работы прилегает к наружным поверхностям лопаток 3 таким образом, что пазы 4 обеспечивают единственный вход для 5-10 процентов воздуха для горения, который проходит через воздух. завихритель 1.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как указано в разделе «Уровень техники изобретения», существует по существу три различных аспекта этого изобретения, и действие каждого из них будет описано отдельно. Сначала будет описана работа изобретения в отношении уменьшения дыма, производимого камерой сгорания. Один из способов уменьшить количество дыма - обеднить воздушно-топливную смесь при горении, чтобы топливо сгорало более полно; таким образом оставляя меньший остаток частиц сажи и т.п. При попытке наклонить головной конец становится необходимым стабилизировать пламя, что приводит к более короткой и постоянной длине пламени. Когда от 5 до 10 процентов воздуха для горения проходит через завихритель воздуха, ядро закрученного воздуха вместе с распыленным топливом образуется в центре камеры сгорания газовой турбины, как показано на фиг. 4. Как упоминалось ранее, сердцевина представляет собой свободный вихрь с более низким давлением по направлению к топливному соплу, что позволяет другому воздуху для горения, поступающему через гильзу (не показана), взаимодействовать с вихрем, тем самым выметая карманы, богатые топливом. и обеспечение полного смешения распыленного топлива и воздуха для горения.

При работе воздухоочистных отверстий, которая уже была частично описана, часть воздуха, поступающего в камеру сгорания через щели, направляется под углом к торцу топливного сопла. Поскольку существует перепад давления в отверстиях воздухоочистителя, а также уменьшенное противодавление, создаваемое свободным вихрем, воздух очистителя будет проходить непосредственно через поверхность топливной форсунки и будет стремиться предотвратить образование нагара за счет своего очищающего действия. Как упоминалось ранее, поверхность 5 задней кромки имеет определенную измеримую толщину. Из-за уменьшенного противодавления некоторая часть воздуха для горения, поступающего через гильзу, будет стремиться течь внутрь через поверхность задней кромки (как видно на фиг. 4), тем самым предотвращая накопление остатков.

Работа камеры сгорания газовой турбины только на жидком топливе или газообразном топливе также была частично описана. По мере того, как газообразное топливо течет вверх через газовый канал и через отверстия для газообразного топлива, оно попадает в камеру сгорания в точке, где закрученный воздух соединяется с ним, обеспечивая полное смешивание. Это действие не только обеспечивает полное смешивание, но и поддерживает чистоту отверстий для газообразного топлива за счет воздуха, проходящего через щели завихрителя.

Таким образом, следует понимать, что был описан завихритель воздуха для использования в камере сгорания газовой турбины, который обеспечивает стабилизированное пламя при наклоне головной части, а также отверстия для очистки воздуха для поддержания чистоты поверхности топливного сопла вместе с отверстия для газообразного топлива для обеспечения второго режима подачи топлива, если это необходимо.

Swirl Air® — Форсунки для распыления воздуха для горения

Двухжидкостная система Swirl-Air компании Delavan предназначена для максимального использования входной гидравлической и пневматической энергии для распыления топлива при низком давлении. При сжигании топлива может производить тонкое распыление со скоростью потока до 300 галлонов в час.

Топливо поступает в смесительную камеру в осевом направлении, контактируя с тангенциально введенными потоками воздуха (или пара). Их взаимодействие создает крайнюю турбулентность и перемешивание. Наконец, топливно-воздушная смесь ударяется о круглое дефлекторное кольцо или игольчатую пластину, прежде чем покинуть сопло в виде мелкодисперсной струи.

Конструкция опоры игольчатой пластины устраняет необходимость во внешних распорках, которые могут мешать форме распыления. Постепенное приложение сил сдвига и инерции внутри сопла помогает обеспечить высокую эффективность сопла.

Преимущества системы Swirl-Air

Большие топливные каналы и отсутствие извилистых путей снижают вероятность засорения.
Потребление воздуха (куб. футы в минуту) и потребляемая мощность относительно невелики, что позволяет использовать меньшие по размеру и более экономичные воздушные компрессоры и воздуходувки.
Хорошая степень распыления
обеспечивает вихревое смешение двух жидкостей.
Может работать с топливом до типа C Бункерное масло… а также с горючими отработанными жидкостями. (Использование форсунок Swirl-Air при сжигании бункерных масел часто снижает накопление золы, вызванное высокими концентрациями примесей, таких как ванадий и сера).
Доступны различные углы распыления и производительности благодаря широкому выбору комплектов дозаторов и вихревых камер.
Нет внешних распорок, мешающих распылению

Области применения

Список областей применения форсунки Swirl-Air в промышленности продолжает расти. Вот некоторые из наиболее распространенных:

В качестве запальных форсунок как на угольных, так и на мазутных электростанциях.
В качестве основных распылителей в больших горелках, особенно при использовании более тяжелого топлива. Преимущества включают одно или несколько из следующего: Меньшее количество отложений в дымовых газах (зола), более низкие показания дыма (0 Bacharach не редкость), более высокий уровень CO2 и более низкие температуры предварительного нагрева.
Как в распылителе для сжигания: такие продукты, как сточные воды, горчичный газ, химические отходы, яйца и т. д., успешно перерабатываются.

Характеристики распыления

Воздух, пар или даже технологический газ вводятся тангенциально в сопловую камеру в области низкого давления завихряющейся смеси, создавая сильную турбулентность и первичное распыление. Когда топливо выходит из отверстия, оно сталкивается с отражательным кольцом, которое выполняет двойную функцию: точный контроль угла распыления и дробление распыления на еще более мелкие капли (вторичное распыление). Выйдя из сопла, смесь закручивается по часовой стрелке, глядя вниз по потоку.

Форсунка продемонстрировала возможность достижения среднего диаметра капель в диапазоне от 50 до 100 микрон при умеренном давлении и объеме воздуха (SCFM). При использовании струи вместо воздуха давление пара должно быть примерно в четыре раза больше для достижения тех же характеристик распыления. Сопоставимое распыление в гидравлической форсунке обычно требует очень высокого давления топлива. Степень распыления также зависит от давления топлива. Степень распыления также регулируется за счет управления соотношением потоков воздуха и топлива.

Конструкция и материалы

Конструкция из четырех частей:

Корпус сопла (адаптер)
Вихревая камера
Комплект дозаторов (встроенная гайка и штифт)
Крышка сопла

Доступны параллельные и концентрические корпуса (адаптеры). Оба показаны на габаритных чертежах.
Стандартный материал сопла — мягкая сталь для всех четырех основных частей. Другие материалы доступны по специальному запросу.