Warmteonttrekking bij LPG-verdamping

remcolent

hallo Ik ben nieuw hier en heb me al suf gezocht op internet naar de antwoorden en kan hiet niet vinden.

Het gaat om een motor die ik aan het opbouwen ben.

Een Hemi V8 392 cui ( 6,5 liter) met een roots supercharger.

laaddruk 14 Psi ( bijna 1 bar)

compressie 8.5 op 1 9 op 1 als het klopt wat ik denk

Het ding komt op LPG te lopen dit vanwege de brandstofkosten en de hogere octane rating van lpg.

Er zijn 3 manieren om de motor op lpg te laten lopen.

1 toevoer van dampgas via mengstuk carburateur.

dit valt bij voorbaat al af verkrijgbare mengstukken hebben niet genoeg flow voor een dergelijke motor

zelfs met een dubbele 4 barrel setup kom ik niet verder als 1400 CFM.

2 dampgas injectie

eigenlijk het zelfde probleem als bij 1 zal minimaal 3 verdampers nodog hebben om voldoende flow te krijgen.

heb dan ook minimaal 2 injectoren per cilinder nodig .

3 vloeibaar gas injectie.

geen pasklaar systeem beschikbaar maar lijkt het meest geschikt.

Door het gebruik van de roots supercharger word de inlaatlucht behoorlijk opgewarmd.

zeker een stijging van 60 graden .

Dit geeft een behoorlijk verlies aan vermogen.

Door het injecteren van vloeibaar LPG onder de supercharger direcht gericht op de inlaatkleppen maak ik optimaal gebruik van de koelende werking van de verdamping van het LPG.

Mijn vraag is nu : hoe kan ik berekenen wat het koelend effect van het LPG is???

LPG heeft een kooppunt van ca - 20 graden c.

remco

Jan van de Velde

LPG (mengsel van butaan en propaan) heeft een verdampingswarmte van om en nabij 400 kJ/kg, en een soortelijke warmte van om en nabij 1,6 kJ/kg·K.

lucht heeft een soortelijke warmte van ongeveer 1 kJ/kg·K.

Dus als je weet hoeveel kg (vloeibare) LPG je ongeveer bijmengt in een kg lucht kun je uitrekenen wat de temperatuur van dat gasmengsel wordt.

*gast_remcolent_*

Jan van de Velde schreef:LPG (mengsel van butaan en propaan) heeft een verdampingswarmte van om en nabij 400 kJ/kg, en een soortelijke warmte van om en nabij 1,6 kJ/kg·K.

lucht heeft een soortelijke warmte van ongeveer 1 kJ/kg·K.

Dus als je weet hoeveel kg (vloeibare) LPG je ongeveer bijmengt in een kg lucht kun je uitrekenen wat de temperatuur van dat gasmengsel wordt.

Wat ik heb gevonden :

lucht weegt 1.293 gram per liter.

LPG weegt 550 gram per liter

Lucht gas mengsel voor lpg motor is 15.5 gram lucht op 1 gram LPG

Dit zou in dit geval betekenen dat er per 1000 RPM 8400 gram lucht en 540 gram LPG onder vollast verbruikt word.

Motor heeft 6,5 liter inhoud en 14 PSI ( ca 1bar ) overdruk .

Dus per omwenteling heeft de motor 6,5 liter mengsel nodig.

Hoe ik nu de gegevens over de verdampingswarmte toe moet passen heb ik werkelijk geen idee van.

Als ik uitga van een omgevingstemparatuur van 20 graden , en een opwarming van de lucht van 80 graden door de supercharger.

heb ik dus een inlaatlucht van 100 graden.

In mijn eerste post had ik het over een temperatuur stijging van 60 graden maar daarbij had ik een fout gemaakt in het omzetten van graden Farenheid naar Celsius.

Per ca iedere 6,5 graden C stijging van de inlaat lucht verlies ik 1% van het haalbare vermogen.

Welke formule moet ik nu gebruiken en hoe pas ik dit toe.

Bedankt

Remco

Jan van de Velde

Lucht gas mengsel voor lpg motor is 15.5 gram lucht op 1 gram LPG

een inlaatlucht van 100 graden.

LPG (mengsel van butaan en propaan) heeft een verdampingswarmte van om en nabij 400 kJ/kg,

en een soortelijke warmte van om en nabij 1,6 kJ/kg·K.

lucht heeft een soortelijke warmte van ongeveer 1 kJ/kg·K.

: lpg.gif (10.29 KiB) 975 keer bekeken

temperatuur van het lucht-lpgmengsel wordt ca 70°C pi.gif

remcolent

70 graden dat valt dus even vies tegen.

Volgens berekeningen zou de motor zonder verlies van de aandrijving van de supercharger en zonder verlies door de extra warmte ca 825 PK gaan leveren.

daar gaat 40 pk voor het aandrijven van de SC vanaf en zoals het nu lijkt ca 63 pk door de warmte.

blijft er dus nog maar 722 over.

maar ik probeer nu vooral de tabel te begrijpen, het kant en klare antwoord is natuurlijk super maar ik wil ook graag weten hoe en waarom.

Ik ben redelijk thuis met techniek in de praktijk maar wat theorie betreft nogal zwak, vandaar dat ik het hier dus vraag.

wat ik uit de tabel begrijp is dat :

om 1 kilo lucht 1 graad te verwarmen of af te koelen 1 kilo joule energie nodig is ( wat 1 kilo joule is heb ik geen idee van)

om 1 kilo LPG te verdampen heb je 400 kilo joule energie nodig.

15.5 kilo lucht opwarmen van 20 naar 100 graden gaat 1240 kilo joule energie in.

hier gaat 400 kilo joule energie vanaf want dat kost het verdampen van het LPG.

blijft over 840 kilo joule.

met 840 kilo joule word 15,5 kilo lucht 50 graden opgewarmt.

vraag

verdamipngswarmte van water is 2258 kilo joule ( dit is ruim 4,5 keer zoveel als LPG )

klopt het dat als ik dus waterinjectie toe zou passen in een ongeveer 1 op 30 verhouding de temperatuur nog een 60 graden daalt??

Jan van de Velde

remcolent schreef:maar ik probeer nu vooral de tabel te begrijpen, het kant en klare antwoord is natuurlijk super maar ik wil ook graag weten hoe en waarom.

Ik ben redelijk thuis met techniek in de praktijk maar wat theorie betreft nogal zwak, vandaar dat ik het hier dus vraag.

wat ik uit de tabel begrijp is dat :

om 1 kilo lucht 1 graad te verwarmen of af te koelen 1 kilo joule energie nodig is ( wat 1 kilo joule is heb ik geen idee van)

joule is de SI-eenheid van energie. Een oude eenheid is calorie. 1 cal=4,2 J.

om 1 kilo LPG te verdampen heb je 400 kilo joule energie nodig.

15.5 kilo lucht opwarmen van 20 naar 100 graden gaat 1240 kilo joule energie in.

even net andersom: begintemperatuur is 100°C. Ik breng mijn beginstoffen even naar gasvorm bij een willekeurig gekozen tussentemperatuur van 20°C.

hier gaat 400 kilo joule energie vanaf want dat kost het verdampen van het LPG.

blijft over 840 kilo joule.

check

met 840 kilo joule wordt 15,5 kilo lucht 50 graden opgewarmd.

met die 840 kJ ga ik 16,5 kg lucht-lpg mengsel opwarmen vanaf mijn willekeurig gekozen tussentemperatuur. DE soortelijke warmte van dat mengsel bepaal ik mbv een gewogen gemiddelde van 15,5 kg lucht met een sw van 1kJ/kg·K +1 kg lpg met een sw van 1,6 kJ/kg·K (vergelijk: een mengsel van 1 kg lucht en i kg lpg zou een sw van 1,3 kJ/kg·K hebben.)

vraag

verdamipngswarmte van water is 2258 kilo joule ( dit is ruim 4,5 keer zoveel als LPG )

klopt het dat als ik dus waterinjectie toe zou passen in een ongeveer 1 op 30 verhouding de temperatuur nog een 60 graden daalt??

Dat is zeer hypothetisch.

Als je 1 kg water van 20°C injecteert en laat verdampen in 30 kg lucht van 100°C zou je eindigen met een 31 kg water-luchtmengsel van 24°C. (water heeft ook nog een hogere sw dan lpg) Echter, dat gaat niet lukken. 1,3 kg lucht van 24°C en 1 bar zal hoogstens een gram of 20 aan waterdamp kunnen bevattten. (en lucht zal van nature al vaak 10g waterdamp of meer per 1,3 kg lucht bevatten). Ik heb zo gauw geen cijfers voor samengeperste lucht, maar a) dan nog zal dat niet lukken en b) 24°C ligt onder het kookpunt van water en water zal dus niet net als lpg spontaan verdampen.

reijngoudt

Alternatief is natuurlijk een grote intercooler van een willekeurige vrachtwagen te nemen, hierbij krijg je meer weerstand en dus druk verlies (afhankelijk van type & plaatsing) maar daar tegenover staat wel dat je een veel lagere inlaat temperatuur hebt.

Als je verder wilt met waterinjectie kan je kijken op www.aquamist.co.uk

naast water kun je ook een water-ethanol mengsel injecteren, dit geeft een grotere temperatuurdaling dan alleen water en met ethanol ook nog een vermogens toename.

succes !

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Warmteonttrekking bij LPG-verdamping

Warmteonttrekking bij LPG-verdamping

Re: Warmteonttrekking bij LPG-verdamping

Re: Warmteonttrekking bij LPG-verdamping

Re: Warmteonttrekking bij LPG-verdamping

Re: Warmteonttrekking bij LPG-verdamping

Re: Warmteonttrekking bij LPG-verdamping

Re: Warmteonttrekking bij LPG-verdamping