Frene özgü yakıt tüketimi - Brake-specific fuel consumption

Frene özgü yakıt tüketimi (BSFC) bir ölçüsüdür yakıt verimliliği yakıt yakan ve rotasyonel veya şaft gücü üreten herhangi bir ana hareket ettiricinin. Tipik olarak verimliliğini karşılaştırmak için kullanılır. içten yanmalı motorlar şaft çıkışı ile.

Oranı yakıt tüketim bölü güç üretilmiş. Aynı zamanda güç olarak da düşünülebilir.özel bu nedenle yakıt tüketimi. BSFC, farklı motorların yakıt verimliliğinin doğrudan karşılaştırılmasına izin verir.

BSFC hesaplaması (metrik birimlerde)

BSFC'yi hesaplamak için formülü kullanın

nerede:

saniyede gram cinsinden yakıt tüketim oranıdır (g / s)
watt cinsinden üretilen güçtür, burada (W)
motor hızı saniyede radyan (rad / sn)
motor torku newton metre (N⋅m)

Yukarıdaki değerler r, , ve bir test standına monte edilmiş bir motor ve çalışan motora uygulanan bir yük ile enstrümantasyonla kolayca ölçülebilir. Ortaya çıkan BSFC birimleri gram başına joule (g / J)

Genellikle BSFC, gram başına gram cinsinden ifade edilir. Kilovat saat (g / (kW⋅h)). Dönüştürme faktörü aşağıdaki gibidir:

BSFC [g / (kW⋅h)] = BSFC [g / J] × (3,6 × 106)

Metrik ve İngiliz ölçü birimleri arasındaki dönüşüm şu şekildedir:

BSFC [g / (kW⋅h)] = BSFC [lb / (hp⋅h)] × 608,277
BSFC [lb / (hp⋅h)] = BSFC [g / (kW⋅h)] × 0,001644

BSFC sayıları ve verimlilik arasındaki ilişki

Bir motorun gerçek verimini hesaplamak için kullanılan yakıtın enerji yoğunluğu gerekir.

Farklı yakıtların, yakıtın ısıtma değeriyle tanımlanan farklı enerji yoğunlukları vardır. Düşük ısıtma değeri (LHV), içten yanmalı motor verimliliği hesaplamaları için kullanılır çünkü 150 ° C'nin (300 ° F) altındaki sıcaklıklarda ısı kullanılamaz.

Araç yakıtları için daha düşük ısıtma değerlerinin bazı örnekleri şunlardır:

Sertifikasyon benzin = 18,640 BTU / lb (0,01204 kW⋅h / g)
Normal benzin = 18.917 BTU / lb (0.0122222 kW⋅h / g)
Dizel yakıt = 18.500 BTU / lb (0,0119531 kW⋅h / g)

Dolayısıyla bir dizel motorun verimliliği = 1 / (BSFC × 0,0119531) ve bir benzinli motorun verimliliği = 1 / (BSFC × 0,0122225)

BSFC sayılarının çalışma değerleri ve döngü ortalama istatistiği olarak kullanılması

BSFC [g / (kW⋅h)] haritası
Ana makale: Tüketim haritası

Herhangi bir motor, farklı hız ve yüklerde farklı BSFC değerlerine sahip olacaktır. Örneğin, pistonlu bir motor, giriş havası engellenmediğinde ve motor tepe torkunun yakınında çalıştığında maksimum verimlilik elde eder. Belirli bir motor için sıklıkla bildirilen verimlilik, bununla birlikte, maksimum verimliliği değil, yakıt ekonomisi döngü istatistiksel ortalama. Örneğin, bir benzinli motor için BSFC'nin çevrim ortalama değeri 322 g / (kW⋅h) olup,% 25'lik bir verime (1 / (322 × 0.0122225) = 0.2540) karşılık gelir. Değişen çalışma koşulları nedeniyle gerçek verimlilik motorun ortalamasından daha düşük veya daha yüksek olabilir. Benzinli motor üretimi durumunda, en verimli BSFC yaklaşık 225 g / (kW⋅h) olup, bu% 36'lık bir termodinamik verime eşdeğerdir.

Bir dizel motorun bir izo-BSFC haritası (yakıt adası grafiği) gösterilir. 206 BSFC'deki tatlı nokta% 40.6 verime sahiptir. X ekseni rpm'dir; y ekseni BMEP içinde bar (bmep orantılıdır tork )

Motor tasarımı ve sınıfı için BSFC numaralarının önemi

BSFC numaraları, farklı motor tasarımları, sıkıştırma oranı ve güç oranı için çok değişiklik gösterir. Dizel ve benzinli motorlar gibi farklı sınıflardaki motorlar, 200 g / (kW⋅h) (düşük hız ve yüksek torkta dizel) ile 1.000 g / (kW⋅h) (turboprop) arasında değişen çok farklı BSFC numaralarına sahip olacaktır. düşük güç seviyesinde).

Şaft motorları için BSFC değerlerine örnekler

Aşağıdaki tablo, çeşitli motor türlerinin özgül yakıt tüketimine örnek olarak değerleri alır. Belirli motorlar için değerler, aşağıda gösterilen tablo değerlerinden farklı olabilir ve genellikle farklılık gösterir. Enerji verimliliği bir Düşük ısıtma değeri 42,7 MJ / kg (84,3 g / (kW⋅h)) için dizel yakıt ve Jet yakıtı Benzin için 43,9 MJ / kg (82 g / (kW⋅h)).

kWhpYılMotorTürUygulamalb / (hp⋅h)g / (kW⋅h)verimlilik
48641989Rotax 582benzin, 2 zamanlıHavacılık, Ultralight, Eurofly Ateş Tilkisi0.699425[1]19.3%
3214311987PW206B / B2turboşaftHelikopter, EC1350.553336[2]24.4%
4275721987PW207DturboşaftHelikopter, Çan 4270.537327[2]25.1%
5006701981Arrius 2B1 / 2B1A-1turboşaftHelikopter, EC1350.526320[2]25.6%
8201,1001960PT6 C-67CturboşaftHelikopter, AW1390.490298[2]27.5%
9581,2851989MTR390turboşaftHelikopter, Kaplan0.460280[2]29.3%
84.5113.31996Rotax 914benzin, turboHavacılık, Hafif spor uçak, WT9 Dinamik0.454276[3]29.7%
881181942Lycoming O-235-LbenzinHavacılık, Genel Havacılık, Cessna 1520.452275[4]29.8%
1,7992,4121984RTM322 -01/9turboşaftHelikopter, NH900.420255[2]32.1%
63841991GM Satürn I4 motorubenzinArabalar, Saturn S-Serisi0.411250[5]32.5%
1502002011Ford EcoBoostbenzin, turboArabalar, Ford0.403245[6]33.5%
3004001961Lycoming IO-720benzinHavacılık, Genel Havacılık, PAC Fletcher0.4243[7]34.2%
7,0009,4001986Rolls-Royce MT7gaz türbiniHovercraft, SSC0.3998243.2[8]34.7%
2,0002,7001945Wright R-3350 Dubleks-Siklonbenzin, turbo kompoundHavacılık, Ticari havacılık; B-29, takımyıldız, DC-70.380231[9]35.5%
57762003Toyota 1NZ-FXEbenzinAraba Toyota Prius0.370225[10]36.4%
5507401931Junkers Jumo 204dizel 2 zamanlı, turboHavacılık, Ticari havacılık, Junkers Ju 860.347211[11]40%
36,00048,0002002Rolls-Royce Marine TrentturboşaftDeniz itici gücü0.340207[12]40.7%
2,3403,1401949Napier GöçebeDizel bileşiğiKonsept Uçak motoru0.340207[13]40.7%
1652212000Volkswagen 3.3 V8 TDIDizelAraba Audi A80.337205[14]41.1%
2,0132,6991940Deutz DZ 710Dizel iki zamanlıKonsept Uçak motoru0.330201[15]41.9%
42,42856,8971993GE LM6000turboşaftDeniz itici gücü, Elektrik üretimi0.329200.1[16]42.1%
1301702007BMW N47 2LDizelArabalar, BMW0.326198[17]42.6%
881181990Audi 2.5L TDIDizelAraba Audi 1000.326198[18]42.6%
620830Scania AB DC16 078ADizel 4 zamanlıElektrik üretimi0.312190[19]44.4%
1,2001,6001990'ların başıWärtsilä 6L20Dizel 4 zamanlıDeniz itici gücü0.311189.4[20]44.5%
3,6004,800MAN Dizel 6L32 / 44CRDizel 4 zamanlıDeniz itici gücü, Elektrik üretimi0.283172[21]49%
4,2005,6002015Wärtsilä W31Dizel 4 zamanlıDeniz itici gücü, Elektrik üretimi0.271165[22]51.1%
34,32046,0201998Wärtsilä-Sulzer RTA96-CDizel 2 zamanlıDeniz itici gücü, Elektrik üretimi0.263160[23]52.7%
27,06036,290MAN Dizel S80ME-C9.4-TIIDizel 2 zamanlıDeniz itici gücü, Elektrik üretimi0.254154.5[24]54.6%
34,35046,060MAN Dizel G95ME-C9Dizel 2 zamanlıDeniz itici gücü0.254154.5[25]54.6%
605,000811,0002016Genel elektrik 9HAKombine döngüElektrik üretimi0.223135.5 (eşi.)62.2%[26]

Turboprop verimlilik yalnızca yüksek güçte iyidir; SFC, düşük güçte yaklaşım için önemli ölçüde artar (% 30 Pmax) ve özellikle boşta (% 7 Pmax) :

2.050 kW Pratt & Whitney Kanada PW127 turboprop (1996)[27]
ModGüçyakıt akışıSFCEnerji verimliliği
Nominal boşta (% 7)192 beygir (143 kW)3,06 kg / dak (405 lb / saat)1.282 g / (kW⋅h) (2.108 lb / (hp⋅h))6.6%
Yaklaşım (% 30)825 beygir (615 kW)5,15 kg / dak (681 lb / saat)502 g / (kW⋅h) (0.825 lb / (hp⋅h))16.8%
Maksimum seyir (% 78)2.132 beygir (1.590 kW)8,28 kg / dakika (1.095 lb / saat)312 g / (kW⋅h) (0,513 lb / (hp⋅h))27%
Maksimum tırmanış (% 80)2.192 BG (Beygir gücü) (1.635 kW)8,38 kg / dakika (1.108 lb / saat)308 g / (kW⋅h) (0,506 lb / (hp⋅h))27.4%
Max contin. (% 90)2.475 beygir (1.846 kW)9,22 kg / dak (1,220 lb / saat)300 g / (kW⋅h) (0,493 lb / (hp⋅h))28.1%
Kalkış (% 100)2.750 beygir (2.050 kW)9,9 kg / dak (1,310 lb / saat)290 g / (kW⋅h) (0,477 lb / (hp⋅h))29.1%

Ayrıca bakınız

Referanslar

Notlar
  1. ^ "447/503/582 için Kullanım Kılavuzu" (PDF). Rotax. Eylül 2010. Arşivlenen orijinal (PDF) 2017-07-22 tarihinde. Alındı 2018-06-08.
  2. ^ a b c d e f "Gaz Türbinli Motorlar" (PDF). Havacılık Haftası. Ocak 2008. Arşivlenen orijinal (PDF) 2018-11-06 tarihinde. Alındı 2018-07-09.
  3. ^ "914 serisi için Kullanım Kılavuzu" (PDF). Rotax. Nisan 2010. Arşivlenen orijinal (PDF) 2017-06-11 tarihinde. Alındı 2018-06-08.
  4. ^ O-235 ve O-290 Operatör Kılavuzu (PDF), Lycoming, Ocak 2007, s. 3-8 sürüm-L
  5. ^ Michael Soroka (26 Mart 2014). "Uçak Motorları Verimsiz mi?".
  6. ^ "Gelişmiş Benzinli Turboşarjlı Doğrudan Enjeksiyonlu (GTDI) Motor Geliştirme" (PDF). Ford Araştırma ve İleri Mühendislik. 13 Mayıs 2011.
  7. ^ IO-720 Operatör Kılavuzu (PDF), Lycoming, Ekim 2006, s. 3-8
  8. ^ "MT7 Broşürü" (PDF). Rolls Royce. 2012. Arşivlenen orijinal (PDF) 2017-04-20 tarihinde. Alındı 2018-07-09.
  9. ^ Kimble D. McCutcheon (27 Ekim 2014). "Wright R-3350" Siklon 18"" (PDF). Arşivlenen orijinal (PDF) 1 Ağustos 2016.
  10. ^ "Yeni Nesil Hibrit Sistemin Geliştirilmesi THS II - Güç Performansında ve Yakıt Ekonomisinde Önemli Gelişmeler". Otomotiv Mühendisleri Topluluğu. 8 Mart 2004.
  11. ^ eylemler arası dernek, 1987
  12. ^ "Deniz Trent". İnşaat Mühendisliği El Kitabı. 19 Mart 2015.
  13. ^ "Napier Nomad". Uçuş. 30 Nisan 1954.
  14. ^ "Yeni Audi A8 3.3 TDI quattro: Lüks sınıf için en iyi TDI" (Basın bülteni). Audi AG. 10 Temmuz 2000.
  15. ^ "Jane'in İkinci Dünya Savaşı Uçağı". Londra, İngiltere: Bracken Books. 1989.
  16. ^ "LM6000 Deniz Gaz Türbini" (PDF). Genel elektrik. 2016. Arşivlenen orijinal (PDF) 2016-11-19 tarihinde.
  17. ^ "BMW 2.0d (N47)" (Fransızcada). Otomatik yenilikler. Haziran 2007.
  18. ^ "Yeni Audi 5 Silindirli Turbo Dizel Motor: İkinci Nesil Doğrudan Enjeksiyonlu İlk Binek Araç Dizel Motoru". Otomotiv Mühendisleri Topluluğu. 1 Şubat 1990.
  19. ^ "DC16 078A" (PDF). Scania AB.
  20. ^ "Wärtsilä 20 ürün kılavuzu" (PDF). Wärtsilä. 14 Şubat 2017.
  21. ^ "Dört Zamanlı Tahrik Motorları" (PDF). Man Diesel. 2015. Arşivlenen orijinal (PDF) 2016-04-17 tarihinde.
  22. ^ "Yeni Wärtsilä 31 motoru". Wärtsilä Teknik Dergisi. 20 Ekim 2015.
  23. ^ "RTA-C Teknoloji İncelemesi" (PDF). Wärtsilä. 2004. Arşivlenen orijinal (PDF) 26 Aralık 2005.
  24. ^ "MAN B&W S80ME-C9.4-TII Proje Kılavuzu" (PDF). Man Diesel. Mayıs 2014.
  25. ^ "MAN B&W G95ME-C9.2-TII Proje Kılavuzu" (PDF). Man Diesel. Mayıs 2014. s. 16.
  26. ^ Tomas Kellner (17 Haziran 2016). "İşte En Son Guinness Dünya Rekoru Fransa'yı Futbol Hayranları Ayrıldıktan Çok Sonra Uzun Süre Tutacak" (Basın bülteni). Genel elektrik.
  27. ^ "ATR: Dost Bir Çevre İçin Optimum Seçim" (PDF). Avions de Transport Regional. Haziran 2001. s. PW127F motor gaz emisyonları. Arşivlenen orijinal (PDF) 2016-08-08 tarihinde.
Kaynakça

Dış bağlantılar