В поршневом авиационном двигателе сколько тепла должен отводить маслорадиатор?

Довольно просто рассчитать тепло и мощность, вырабатываемые в процессе сгорания, учитывая рабочий объем, число оборотов в минуту и ​​массовый расход топлива. Точно так же исчерпанная мощность может быть вычислена с учетом EGT и закона сохранения массы. Разница рассеивается в виде тепла от воздушного охлаждения цилиндров и масляного радиатора. Я ищу примерное соотношение между масляным радиатором и тепловыделением цилиндра.

Добро пожаловать в Av.SE. Интересный вопрос!

Ответы (2)

Согласно «Основам силовых установок для самолетов », цитируемым Майком Бушем в книге «Двигатели » (глава 2), «Другие тепловые потери» составляют 12,2% энергии топлива:

  • Проводимость в воздухе: 7,2%
  • Проводимость в масло: 1,6%
  • Радиация и прочее: 3,4%

Два других направления потерь – выхлопные (51,6%) и механические (36,2%).

Я не знаю, как «тепловыделение цилиндра» вписывается в эту классификацию (какая-то комбинация теплопроводности воздуха и потерь на трение?), но если рассматривать только потери теплопроводности, то соотношение воздуха и масла составляет 4,5: 1.

Согласованный. Хочу отметить, что «потери на трение» не полностью уходят в повышение температуры окружающей среды. Некоторая энергия вкладывается в «работу по уничтожению» неизбежного износа двигателя...
Из «Основы двигателя внутреннего сгорания» Джона Хейвуда: imgur.com/Mh5f9Cn
Интересно определить механическую энергию как «потери» ;)
@Sanchises - Точно так же 75% энергии турбореактивного двигателя тратится впустую в виде тепла :)
Я пытался найти эти данные для своего поста, но не смог. Эти цифры довольно близки к тому, что я всегда понимал в ICE. Спасибо за публикацию.
@ ymb1 Я считаю, что эта цифра аналогична тепловому КПД других ДВС 35-40% для авиационных газовых турбин. Крупномасштабные газотурбинные электростанции с комбинированным циклом для производства электроэнергии показали еще лучшие результаты, некоторые из них даже превысили 60% тепловой эффективности.

Обычно в поршневом двигателе с воздушным охлаждением из общего количества химической энергии, выделяемой при сгорании, около 40-45% выходит из выхлопной трубы в виде тепла выхлопных газов, 25-30% этой энергии передается гребному винту через коленчатый вал. в качестве механической энергии 15-20% или около того выходит из двигателя из холодного воздуха, проходящего через кожух над блоком двигателя, а последние 5-10% удаляются через масляный радиатор.

ИСТОЧНИК: АВИАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И ЕГО РАБОТА — PWA 109702, стр. 19 — Pratt & Whitney Aircraft Corporation, 1949.

Я знал, что это где-то есть в моей библиотеке.

Если мы посмотрим на самолет, например SR-22, на взлете, двигатель IO-540 потребляет около 25 галлонов/час 100LL и производит 310 л.с., или выдает 8,3E8 Дж механической энергии в час. При плотности химической энергии 40 МДж/кг на 100 LL это означает, что около 2,6E9 Дж химической энергии поступает в двигатель каждый час, что дает нам в этом примере КПД около 31%, и это примерно то, что мы ожидали.

У вас есть источник для этого? Кажется довольно окончательным, но могли бы использовать некоторые подтверждающие доказательства.
donwvoted, поскольку ответ, кажется, выдает случайные цифры без каких-либо расчетов и ссылок.
Эти цифры очень характерны для двигателей внутреннего сгорания. Как правило, они достигают только около 25-35% тепловой эффективности (вы просто не можете обойти второй закон термодинамики). Более экзотические двигатели с комбинированным циклом приближаются к более высокому тепловому КПД - около 50% или около того, и это почти то, что вы собираетесь получить. Да, остальная часть этой химической энергии просто оставляет двигатель в тепле.
Если мы посмотрим на самолет, например SR-22, на взлете, двигатель IO-540 потребляет около 25 галлонов/час 100LL и производит 310 л.с., или выдает 8,3E8 Дж механической энергии в час. При плотности химической энергии 40 МДж/кг на 100 LL это означает, что около 2,6E9 Дж химической энергии поступает в двигатель каждый час, что дает нам в этом примере КПД около 31%, и это примерно то, что мы ожидали.
@ManuH спасибо за четкое объяснение отрицательного голоса. Тем временем ответ был обновлен с источниками. Может быть, пришло время убрать минус?