Calcule și reflexii asupra tractoarelor dopate cu apă.

Introducere: de ce această reflecție?

După o experiență nereușită de a trece un tractor pe o bancă de testare și având în vedere lipsa unor rezultate evidente, am făcut o mică reflecție asupra cifrelor date de fermieri și publicate pe site-ul Quanthomme.

Intr-adevar ; Experimentul pe care l-am efectuat pe un tractor MF188 din 1978 echipat cu un motor Perkins 4248 nu a arătat nicio diferență de nivel de eficiență cu sau fără injecție de apă și acest lucru pentru o sarcină fixă ​​stabilă și fixă. Adică, cu sau fără alimentare cu apă, randamentul nu a fost nici îmbunătățit, nici degradat. Acesta este în sine un punct uimitor.

Dar trebuie remarcat faptul că condițiile nu au fost ideale: vechiul banc de testare lipsit, fără îndoială, de precizie, motor uzat (consumând ulei: 1 L / 4 h) modificări și măsurători efectuate în grabă și adesea sub ploaia (care este foarte plăcută!)! În cele din urmă, trebuie spus că motorul tocmai fusese modificat. Cred că acest lucru poate fi important având în vedere unele dovezi ale îmbunătățirii în timp.

Așa că am decis să privesc, ca un bun om de știință care a devenit evident sceptic, la mărturiile fermierilor și veți vedea că unele figuri sunt uimitoare de asemănări! Este greu de crezut în astfel de coincidențe pornind de la cifre anunțate atât de diferite! Adică rapoartele tind să confirme că aceste mărturii sunt adevărate. Dar este evident că doar un pasaj de pe bancă ar putea confirma aceste cifre.

Cifrele publicate

Această reflecție se bazează pe următoarele montaje:

1) ansamblu 22, tractor Massey Fergusson de la 95 Cv: Cliquez ici
2) ansamblu 23, tractor Massey Fergusson de la 60 Cv:Cliquez ici
3) ansamblu 36, tractor Deutz D40, 40 Cv:Cliquez ici
4) Ansamblu 42, tractor Deutz 4006, 40 Cv:Cliquez ici

Acestea sunt singurele montaje care dau cifre de consum (GO și apă) înainte / după modificare.

Cifre luate înainte și după modificare:

Exploatări și analize

1) Puterea medie estimată trasă pe tractor.

Datorită consumului original putem calcula sarcina medie trasă pe motor. Acest lucru este posibil presupunând o eficiență mecanică medie de 30%, apoi este suficient să se înmulțească consumul original cu 5 deoarece, la o eficiență de 30%, 1 L de combustibil asigură o energie de 5 CP. Astfel, un motor Diesel care consumă 20 L pe oră va furniza 20 * 5 = 100 CP.h. Puterea medie consumată pe acest motor este, prin urmare, de aproximativ 100 CP.

Sarcina medie a acestor tractoare:

Vedem deja un consum excesiv la nivelul MF de 95 CP, dar acest lucru se poate explica printr-o putere originală degradată și / sau o utilizare mult mai intensă a motorului (pentru că am vizitat acest fermier și i-am văzut câmpurile departe de fi plat, a doua ipoteză este plauzibilă)
Celelalte încărcări medii sunt mai consistente: 50% sarcină medie.

2) Echivalența, după modificare, între consumul de apă și combustibil

Reducerea consumului și a consumului de apă:

Calculăm reducerea consumului în% comparativ cu consumul inițial, evident, se presupune că condițiile de lucru și de încărcare sunt identice. Reducerea medie a consumului observată este de 54%. Prin urmare, consumul mediu a fost împărțit la 2, este enorm și doar un pasaj pe banca unuia dintre aceste tractoare ar face posibil să se arate cu adevărat (sau nu) un consum specific foarte mic.

După modificare, raportul dintre consumul de combustibil și consumul de apă variază între 1.43 și 2.5. Media este de 1.77. Cu alte cuvinte, consumul de apă este de 1.5 până la 2.5 ori mai mic decât consumul de motorină.

3) Echivalența dintre reducerea consumului de combustibil și consumul de apă

Reducerea consumului și a consumului de apă:

Prima coloană este calculată după cum urmează: (reducerea consumului GO) / (consumul de apă) = (Consumul original GO-Consumul GO) / consumul de apă.
A doua coloană corespunde consumului de apă împărțit la consumul inițial GO. Este o cantitate care nu reprezintă nimic fizic, dar care

Stabilitatea relativă a acestor rapoarte 2 este destul de clară și tinde să demonstreze că numărul avansat de fermieri este real. Un litru de apă injectată ar duce, prin urmare, la o reducere a consumului de 2 L de combustibil.

În plus, stabilitatea consumului de apă / consumul original poate fi explicată destul de ușor. Pierderile termice ale unui motor sunt în mod evident proporționale cu consumul de combustibil și, deoarece aceste pierderi (30-40% în evacuare) sunt utilizate pentru evaporarea apei, este, prin urmare, logic ca cantitatea de apă evaporat este proporțional cu consumul inițial. Stabilitatea acestui raport reflectă, de asemenea, un „coeficient de schimb de căldură” constant în diferitele ansambluri de evaporatoare.

4) Concluzie

În absența oricărui banc de testare a puterii, este imposibil să se tragă o concluzie irefutabilă cu privire la cifrele anunțate de fermieri. Cu toate acestea, stabilitatea anumitor rapoarte, deși cifrele anunțate sunt totuși foarte diferite, tind să demonstreze că valorile prezentate sunt reale. Dar este sigur că un număr mai mare de mărturii ar face această analiză mai fiabilă.

Cu toate acestea, un fapt care confirmă această ipoteză, acestea sunt aceleași valori pe care le-am observat la ansamblul nostru ZxTD: un litru de apă consumat ducând la o reducere a consumului de 2 L de combustibil.

Am ales să nu punem valorile Zx în tabelele comparative, deoarece mijloacele de măsurare, sarcina și chiar tehnologia motorului (injecție indirectă, motor turbo etc.) sunt atât de diferite încât nu s-a putut face o comparație. acceptabilă din punct de vedere științific ... dar reducerea echivalentă a consumului în comparație cu consumul de apă este totuși aceeași.

5) Anexă: Energia evaporării apei

Scopul acestei anexe este de a evalua energia de evaporare a apei și de a o compara cu pierderile termice de la evacuare pentru a vedea dacă cantitățile sunt consistente.

Presupunem că apa care alimentează barbotorul ajunge la 20 ° C și că se evaporă (sub presiunea atmosferică) la 100 ° C. Acest lucru este fals, deoarece există o ușoară depresiune în bule (0.8 până la 0.9 bari), adică, în acest caz, vom obține o creștere a energiei necesare.

Energia necesară evaporării la 100 ° C a X litri de apă inițial la 20 ° C:

Ev = 4.18 * X * (100-20) + 2250 * X = 334 * X + 2250 * X = 2584 * X.

Prin urmare, este necesar să se furnizeze o energie de 2584 kJ pe litru de apă evaporată.

Pierderile de evacuare reprezintă aproximativ 40% din energia termică furnizată unui motor. (30% fiind energia utilă și celelalte 30% în circuitul de răcire și în „accesorii”: pompe diverse etc.)

Pentru a obține puterea disipată la evacuare, este, prin urmare, pur și simplu necesar să se aplice un coeficient de corecție sarcinii utile de 4/3: un motor cu o sarcină de 10 CP va disipa 10 * 4/3 CP în formă termică. evacuarea este de 13.3 CP.

Cu toate acestea, un cal = 740 W = 0.74 kW, pentru o oră, acest cal (fie că este termic sau mecanic) va furniza o energie de 0.74 kWh.

Aur 1 kWh = 3 600 000 J = 3600 kJ

Mai sus am calculat că este nevoie de o energie de 2584 kJ pentru a se evapora 1 litru de apă.

Un (1) cal termic va putea deci să se evapore 0.74 * 3600/2584 = 1.03 L de apă ... Pentru a simplifica următoarele, vom păstra o valoare de 1.

Un (1) cal mecanic va furniza 4/3 = 1.33 CP termice la evacuare și, prin urmare, va putea evapora 1.33 L de apă, cu condiția, bineînțeles, că 100% din energia (termică) a gazelor de evacuare este recuperată.

Concluzie: consumul de apă este ridicol de mic în comparație cu pierderile termice ale tractoarelor cu o putere de 40, 60 sau 95 CP. În aceste condiții, este chiar uimitor faptul că consumul de apă nu este mai mare, dar trebuie spus că dimensiunile și formele biberoanelor nu le fac schimbătoare „perfecte” gaz-lichid ... suntem chiar departe de el. Prin urmare, doar o mică proporție (<5%) din căldura evacuată este recuperată pentru evaporarea cantităților de apă observate ... În plus, această „putere termică” la evacuare explică probabil absența izolație pe majoritatea (toate?) ansamblurilor. Pentru informații: 1) o proporție din energia pierdută în gazele de eșapament este sub formă cinetică. Prin urmare, este imposibil să recuperați 100% din pierderile (termice + cinetice) la evacuare. 2) În cazul încălzirii ideale prin intermediul unui cazan, ar fi nevoie de 0.74 kWh sau 0.74 / 10 = 0.074 L de GO pentru a se evapora 1 L de apă în aceleași condiții. Sau aproximativ 80 L pentru o tonă de abur.

Orice comentarii cu privire la aceste analize sunt binevenite, vă rugăm să le folosiți nos forums pentru asta.