Αρχές τυρβώδους ροής | Τί είναι; Πώς δημιουργείται; Ποιές οι συνέπειες;

Πόσες φορές έχετε ακούσει ή δει τις λέξεις τύρβη, δίνη, ανακατωσούρα, μπέρδεμα, μπούκωμα; Σήμερα θα αναλύσουμε λίγο περισσότερο τις δύο πρώτες. Οι υπόλοιπες περιγράφουν απλά την κατάσταση της τυρβώδους ροής στον κύλινδρο όταν υπάρχουν οι δύο πρώτες.

Θα προσπαθήσω να απαντήσω με ερωτήσεις που δημιουργήθηκαν σε εμένα και ελπίζω να σε βοηθήσω να καταλάβεις το νόημα του σημερινού άρθρου. 

Τί είναι η τυρβώδης ροή;

Είναι η είσοδος του αέρα στον κύλινδρο με βίαιη συμπεριφορά, τη λεγόμενη “τυρβώδη συμπεριφορά”.

Τί εννοούμε με τον όρο “τυρβώδης ροή”;

 

τυρβώδης ροή

 

Εννοούμε ότι η ροή έχει πολλές έντονες και ακανόνιστες διαταραχές στην μέση τιμή της ταχύτητας στην οποία κινείται ο εισερχόμενος αέρας.

 

στρωτή ροή

 

Ποιές είναι οι συνέπειες;

Λόγω της αλληλεπίδρασης με τον κύλινδρο και το κινούμενο έμβολο, το αποτέλεσμα που προκύπτει είναι η δημιουργία έντονων δινών ή αλλιώς περιοχών ανακυκλοφορίας.

Από ποιές παραμέτρους εξαρτάται η δημιουργία δινών;

Η δημιουργία δινών εξαρτάται από τη μορφή των αυλών και οχετών της εισαγωγής και των βαλβίδων, καθώς και την περιστροφική κίνηση του αέρα κατά την εισαγωγή του.

 

ροή εισερχόμενου αέρα

 

ροή πριν και μετά τη βαλβίδα εισαγωγής

 

Η περιοχή της ροής επίσης μεταβάλλεται συνεχώς σε κάθε κύκλο λειτουργίας. Αυτό σημαίνει ότι κάθε κύκλος λειτουργίας του κινητήρα είναι διαφορετικός από τον προηγούμενο, ακόμη και αν οι στροφές και το φορτίο είναι σταθερά. Αυτό εξηγείται λόγω των μικροαλλαγών της ροής οι οποίες επηρεάζουν τις δίνες.

Ποιά είναι τα χαρακτηριστικά της τυρβώδους ροής;

Το πρώτο χαρακτηριστικό είναι ότι διεισδύει σε μή τυρβώδες αέριο, οπότε αυξάνεται η τυρβώδης περιοχή. Με αυτό τον τρόπο επιταχύνονται οι διαδικασίες μέσα στον κύλινδρο και έτσι μπορούμε να μειώσουμε τον όγκο του (σαν υποκυβισμός με ιδιες ή καλύτερες επιδόσεις). 

Το δεύτερο χαρακτηριστικό είναι η συνεχής καταστροφή της κινητικής ενέργειας της τυρβώδους ροής και η αύξηση της εσωτερικής ενέργειας του αερίου. Αυτό μπορώ να το εξηγήσω με απλά λόγια με κίνδυνο βέβαια να χάσω τον ακριβή ορισμό, ώς ότι η μέση ταχύτητα με την οποία εισέρχεται ο αέρας στον κύλινδρο μειώνεται μέχρι να έρθει η φάση της συμπίεσης και να αυξηθεί η ενέργεια του αερίου λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας.

Πώς γνωρίζουμε την ταχύτητα της τυρβώδους ροής;

Είναι αδύνατον τουλάχιστον με τα δεδομένα που ισχύουν έως τώρα να υπολογίσουμε την ταχύτητα της τυρβώδους ροής. Αυτό συμβαίνει λόγω των έντονων δινών που δημιουργούνται με αποτέλεσμα να μην μπορούμε να υπολογίσουμε τη μέση ταχύτητα και στις τρεις διαστάσεις της. 

Η ταχύτητα αλλάζει συνεχώς χωρίς να επαναληφθεί ποτέ. Έτσι για τον υπολογισμό της χρησιμοποιούμε στατιστικά μοντέλα. Ο γενικός τύπος του υπολογισμού της είναι ο εξής:

U(t) = Ū + u(t) 

όπου U(t) είναι η στιγμιαία ταχύτητα της τυρβώδους ροής, 

Ū η μέση ταχύτητα της τυρβώδους ροής και 

u(t) είναι η διακύμανσή της.

Πηγές

Βιβλίο “Εναλλαγή αερίων και υπερπλήρωση Μ.Ε.Κ.” 

Διαδύκτιο (google)

Stefanos Ververas

Ο Στέφανος είναι ένα παιδί με όνειρα. Μάλιστα τα πρώτα από αυτά άρχισαν να πραγματοποιούνται όταν ξεκίνησε στα 18 του χρόνια, από το χωριό του -Βαλτινό Τρικάλων της Θεσσαλίας- να σπουδάσει στο Α.Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης στο τμήμα Οχημάτων. Εργάζεται στον κλάδο της επισκευής και συντήρησης οχημάτων. Η μεγάλη του αγάπη για τα αυτοκίνητα τον ώθησε να ασχοληθεί με τα social media και να χτίσει αυτή την ιστοσελίδα, με μοναδικό σκοπό την ενημέρωση και εκπαίδευση των αναγνωστών, με μοναδικά εργαλεία την ενέργεια, το πάθος, την όρεξη για μάθηση και την τεχνογνωσία που διαθέτει.

Related Articles

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Back to top button