Compressieverhouding

A

Arie Bombarie

New member
Goede dag,

Ik heb een vraagje over de invloed van de buitenlucht temperatuur op de compressieverhouding.

Ik weet dat wanneer de temperatuur toeneemt, de dichtheid van de lucht daalt, en bij een zelfde toerental minder massa lucht door de motor zal stromen wat voor een kleinere stuwkracht zal zorgen, hetzelfde geldt bij een lagere omgevingsdruk (en de daarbij behorende lagere dichtheid).

Alleen lees ik dat de temperatuur ook invloed op de compressieverhouding heeft: wanneer de temperatuur van de lucht toeneemt, de compressieverhouding afneemt. Maar ik vraag me af waarom dit zo is?
Met de dichtheid heeft het (volgens mij) niks te maken, omdat deze verder geen invloed zal hebben op de drukverhouding. En ten tweede omdat de omgevingsdruk geen invloed heeft op de compressieverhouding...

Wie helpt me uit de brand? :1855:

Alvast bedankt!
 
Hoi,

waar staat deze tekst?

Zoals ik het begrijp is de CV de verhouding in volume als de cilinder in het onderste-dode punt staat t.o.v. het volume als de cilinder in het bovenste-dode-punt staat.
Dit veranderd niet met een andere luchtdichtheid.

Wat wel zou kunnen veranderen is de compressie zelf, nl. de opgebouwde druk. Als de inlaaat druk (buitendruk) lager is is ook de opgebouwde druk na compressie lager.
 
He,

Ik heb het over de drukverhouding over de compressor, dus de druk na de compressor gedeeld door de druk voor de compressor.
Dus compressieverhouding is inderdaad een foutje aan mijn kant, dat is inderdaad het volume na de compressor gedeeld door het volume voor de compressor.

Wanneer de buitendruk lager wordt, wordt onder dezelfde omstandigheden inderdaad de druk na de compressie lager, maar de verhouding blijft als het goed is hetzelfde, wat niet zou gelden voor de temperatuur...

Hier staat het:
Als we ervan uitgaan dat het toerental van de motor constant wordt gehouden, heeft verandering van buitenluchtdruk maar een geringe invloed op het gedrag van een compressor, maar verandering van de buitenluchttemperatuur des te meer. Het bewijs van deze invloed valt buiten de context van dit boek. Als de temperatuur van de lucht die een compressor instroomt stijgt, dan neemt de drukverhouding over de compressor af.
Click to expand...
Ik zou dus graag willen weten waarom dat zo is ;).
 
Ok, voor mij is het ook weer twee jaar geleden, maar na een vluchtige blik in de boeken denk ik dat je voor de oplossing van je probleem naar het compressorrendement moet kijken. Als je die site even leest wordt het misschien wat duidelijker.
Zoals je zelf al zegt heeft de luchtdruk geen invloed op het compressorrendement. Immers als de druk voor de compressor veranderd, dan veranderd de luchtdruk na de compressor evenveel mee. Ergo, de verhouding veranderd dus ook niet.
Als je nu kijkt op die website dan zie je dat de vergelijking wordt gemaat, dat het geleverde vermogen door de turbine gelijk is aan het opgenomen vermogen door de compressor. Low pressure compressor (lpc) zit op dezelfde as (N1) als de lage low pressure turbine (lpt) en de high pressure compressor (hpc) is gekoppeld met een andere as (N2) aan de high pressure turbine(hpt). Nemen we nu aan dat het geleverde vermogen door de turbine constant is, dan blijft het rechterlid constant. Daarbij moeten we ook aannemen dat de compressorkarakteristiek bekend is. De enige variabelen die dan overblijven zijn de temperatuur voor de compressor (T2) en de compressor pressure ratio (CPR). Door het varieren van de inlaattemperatuur, veranderd de CPR omgekeerd exponentieel mee.

Dit is de thermodynamische verklaring. De natuurkundige kant van het verhaal moet ik even over laten aan een ander ;).

Groeten,

CC
 
Bedankt voor de antwoorden.

Op http://en.wikipedia.org/wiki/Turbofan is het echter niet te vinden.

En @ Cessna Citation; ik heb ook een formule voor het compressorrendement waarin de buitenluchttemperatuur staat, en ook hier blijkt het dat wanneer de buitenluchttemperatuur toeneemt, het compressorrendement afneemt. Alleen ik vraag me af waarom dat zo is...
 
het is simpel: compressieverhouding wordt gemeten tussen P0 en P7. P0 is het meetpunt helemaal voor op de motor nog voor de fan (laten we even uitgaan van een high bypass) en P7 is het meetpunt achterop de motor. Je hebt zelf gezegt dat bij een hogere temp de motor minder vermogen levert en dus is de verhouding tussen P0 en P7 kleiner. Dit is vervolgens weer terug te zien op een ERP meter als die beschikbaar is.
 
He Arie,

Ik heb er even een nachtje over geslapen en ik denk dat ik de oplossing heb. Volgens mij moeten we de oorzaak zoeken in de invloed van de temperatuur en luchtdruk op de luchtdichtheid.
Allereerst wil ik dan kijken naar de manier waarop de druk wordt verhoogd in de compressor. Compressorschoepen zijn net als vleugelproprofielen en dus gaat de wet van Bernoulli ook op. Daarbij is de drukverhoging per stage gelijk aan een half*rho*v^2. V is hier het resultaat van de omloopsnelheid van de compressorschoepen en de axiale luchtsnelheid door de motor. V is te beïnvloeden door de omloopsnelheid te vergroten (=gas openen).
Leuke kanttekening hierbij, is dat wanneer de omloopsnelheid teveel vergroot wordt zonder dat het vliegtuig zelf versnelt (=axiale luchtsnelheid vergroten), de invalshoek op de compressorschoepen te groot kan worden en de luchtstroming loslaat. Dit is dus een compressorstall.​
Alleen de luchtdichtheid is dus afhankelijk van externe factoren. Hoe hoger de luchtdichtheid, hoe groter de drukverhoging per stage.

Als we nu gaan kijken naar de invloed van de druk en temperatuur op de luchtdichtheid dan vinden middels de ideale gaswet dat druk en temperatuur procentueel gezien nagenoeg dezelfde invloed hebben op het volume van de lucht en dus ook de luchtdichtheid. Maar een verhoging/verlaging van de luchtdruk (1013,25 hPa) met één hPa komt ongeveer overeen met 0,1% verandering van de luchtdichtheid en een verhoging/verlaging van de luchttemperatuur (287 K) met 1 graad Kelvin komt overeen met een verandering van 0,35%. Drie-en-een-half keer zoveel dus. Dus ik denk dat je daar de oorzaak moet zoeken. Als het onzin is wat ik vertel, laat ik me graag verbeteren


Groeten,

CC
 
Het blijft een lastige vraag maar als ik mijn huiswerk goed gedaan heb moet het het volgende zijn:

De drukverhouding bij drukverlaging verschilt niet veel omdat er geen "extra" verliezen zijn bij een temperatuursverandering komen er "extra" verliezen bij in de vorm van warmteverlies waardoor de situatie naar achteren toe (richting einde compressor) "verslechterd" door de thermische verliezen. Dit veroorzaakt een afgenomen drukverhouding t.o.v het drukverlaging verhaal.

M.a.w:

De verliezen bij een temperatuurverhoging zijn groter dan het geval is bij een drukverlaging.

Arie bombarie: uit welk boek komt het stuk dat je citeerde?



Flantua
 
Last edited:
Heb het even aan mijn GTM leraar gevraagd en die zei dat het niet helemaal duidelijk staat omschreven in dat betreffende stukje maar het komt simpelweg op het volgende neer:

drukVERHOUDING verandert dus niet maar wel de prestaties

de verandering van de temp. heeft een grotere invloed dan de verandering van de dichtheid door de toenemende hoogte

hoger vliegen is dus qua motor renmdement voordeliger....
 
Arie Bombarie said:
Goede dag,

Ik heb een vraagje over de invloed van de buitenlucht temperatuur op de compressieverhouding.

Ik weet dat wanneer de temperatuur toeneemt, de dichtheid van de lucht daalt, en bij een zelfde toerental minder massa lucht door de motor zal stromen wat voor een kleinere stuwkracht zal zorgen, hetzelfde geldt bij een lagere omgevingsdruk (en de daarbij behorende lagere dichtheid).

Alleen lees ik dat de temperatuur ook invloed op de compressieverhouding heeft: wanneer de temperatuur van de lucht toeneemt, de compressieverhouding afneemt. Maar ik vraag me af waarom dit zo is?
Met de dichtheid heeft het (volgens mij) niks te maken, omdat deze verder geen invloed zal hebben op de drukverhouding. En ten tweede omdat de omgevingsdruk geen invloed heeft op de compressieverhouding...

Wie helpt me uit de brand? :1855:

Alvast bedankt!
Click to expand...

[OTTO Motoren]

Warme lucht zet uit.

De compressie verhouding overigens is iets wat vast staat, deze veranderd nooit. in een motor (niet in een OTTO motor tenminste). 10:1 voor turbo motoren 8:1
afhangkelijk van de druk van de turbo.

Echter deze staat gewoon vast, 1 van de dingen waar je de slijtage van een motor (staat) mee kan meten is door de compressie te meten.
Alles wat je minder meet als fabrieks opgave lekt hij ergens weg..(langs de kleppen of zuigerveren...

Warme lucht = lucht zet uit = minder zuurstof per liter lucht
Koude lucht = llucht krimpt = meer zuurstof per liter lucht

Naarmate je hoger gaat vliegen word de lucht ijler daardoor kun je dus minder vacuum trekken in je motor daardoor verlies je dus je Ve (volumetric effeciency) en daardoor dus vermogen verlies. Een turbo is niks anders als iets wat kunstmatig de buitenluchtdruk verhoogt (je spuit ook lucht in je motor)....

Als je over een OTTO motor praat moet je denken aan hoeveel lucht hij kan "opzuigen" hoe moeilijker dat gaat hoe beroerder het vermogen is.
(benzine toevoegen is geen probleem maar zuurstof wel).

dus als het warm is en je moet opstijgen dan moet je minder benzine geven om de zuurstof/benzine verhouding gelijk te houden. Echter heb je minder vermogen....

maar de echte compressie verhouding die blijft gelijk, er is alleen minder (lucht) aanbod en daardoor minder resultaat..

[/OTTO Motoren]

Bij turbines moet je ook denken aan het feit dat lucht samen drukken temperatuur genereerd, dus de turbine word ook warmer als hij warmer word word alles groter dus ook de compressie lager, echter of dit de hoeveelheid is waar jij naar op zoek bent??

Verder warme lucht zet uit en dus heb je minder zuurstof (en dus minder vermogen)

het feit overigens dat je op grote hoogten geen vermogen verliest is omdat wanneer je meer snelheid kan maken je de turbine ook meer "RAM AIR" kan geven dus automatisch weer meer lucht erin krijgt (gedwongen)

ben meer thuis in het otto verhaal

Tks
 
Last edited:
You must log in or register to reply here.
Back
Top