Quanto calore estrae un turbocompressore dai gas di scarico in un motore a combustione interna?

In un motore a combustione interna, il turbocompressore estrae una notevole quantità di calore dai gas di scarico per azionare la turbina, che a sua volta comprime l'aria aspirata. La quantità esatta di calore estratto dipende da vari fattori come la progettazione del motore, le dimensioni del turbocompressore e le condizioni operative. Tuttavia, si stima generalmente che un turbocompressore possa estrarre fino al 35% dell'energia termica totale presente nei gas di scarico.

Ecco una ripartizione del processo di trasferimento del calore in un turbocompressore:

1. Flusso dei gas di scarico :I gas di scarico caldi del motore vengono convogliati nell'alloggiamento della turbina del turbocompressore.

2. Pale di turbina :I gas di scarico ad alta velocità colpiscono le pale della turbina, facendole ruotare rapidamente.

3. Trasferimento di calore :Mentre le pale della turbina ruotano, assorbono il calore dai gas di scarico attraverso convezione e conduzione. Questo processo di trasferimento del calore aumenta la temperatura delle pale della turbina e dei componenti circostanti.

4. Rotazione dell'albero :L'energia di rotazione delle pale della turbina viene trasferita all'albero del turbocompressore.

5. Aria compressa :La rotazione dell'albero aziona la girante del compressore sull'altra estremità del turbocompressore. La girante del compressore comprime l'aria aspirata, aumentandone la pressione e la temperatura.

6. Intercooler (opzionale) :Alcuni motori turbocompressi sono dotati di un intercooler tra il turbocompressore e il motore. L'intercooler aiuta a raffreddare l'aria compressa, aumentandone la densità e migliorando le prestazioni del motore.

7. Temperatura di scarico ridotta :Dopo aver attraversato il turbocompressore, i gas di scarico sono generalmente più freddi e hanno un contenuto energetico inferiore rispetto ai gas di scarico grezzi del motore.

È importante notare che mentre il turbocompressore estrae calore dai gas di scarico, aumenta anche l'efficienza complessiva del motore utilizzando il calore di scarto per generare aria compressa per la combustione. Questo processo migliora l'efficienza del carburante e migliora le prestazioni del motore.