Devido às crescentes exigências de eficiência dos motores diesel, os turbocompressores estão sujeitos a temperaturas mais elevadas.Consequentemente, os gradientes de velocidade e temperatura do rotor em operações transientes são mais severos e, portanto, as tensões térmicas e centrífugas aumentam.
Para determinar com mais precisão o ciclo de vida dos turbocompressores, é essencial o conhecimento exato da distribuição transitória de temperatura na roda da turbina.
As altas diferenças de temperatura nos turbocompressores entre a turbina e o compressor levam à transferência de calor da turbina na direção da carcaça do mancal.Uma solução mais precisa foi alcançada calculando o fluido no início do processo de resfriamento examinado, resolvendo temporariamente todas as equações.Os resultados desta abordagem atenderam muito bem às medições de estado transitório e estacionário, e o comportamento térmico transitório do corpo sólido pôde ser reproduzido com precisão.
Por outro lado, já em 2006 foram atingidas temperaturas dos gases até 1050°C em motores a gasolina.Devido às temperaturas mais altas de entrada da turbina, a fadiga termomecânica ficou mais em foco.Nos últimos anos foram publicados vários estudos relacionados à fadiga termomecânica em turbocompressores.Com base no campo de temperatura numericamente previsto e validado na roda da turbina, foram realizados cálculos de tensão e identificadas zonas de alto estresse térmico na roda da turbina.É mostrado que a magnitude da tensão térmica nestas zonas pode estar na mesma faixa que a magnitude da tensão centrífuga sozinha, o que significa que a tensão induzida termicamente não pode ser desprezada no processo de projeto de uma roda de turbina radial.
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Referência
Ayed, AH, Kemper, M., Kusterer, K., Tadesse, H., Wirsum, M., Tebbenhoff, O., 2013, „Investigações numéricas e experimentais do comportamento térmico transitório de uma válvula de desvio de vapor em temperaturas de vapor além 700 °C“, ASME Turbo Expo GT2013-95289, San Antonio, EUA
R., Dornhöfer, W., Hatz, A., Eiser, J., Böhme, S., Adam, F., Unselt, S., Cerulla, M., Zimmer, K., Friedemann, W., Uhl, „Der neue R4 2,0l 4V TFSI-Motor im Audi A3“, 11. Aufladetechnische Konferenz, Dresden, 2006
Horário da postagem: 13 de março de 2022