Wasser/Methanol - Stage 666

[Alonso]

Zufälligerweise darüber gestolpert;

Ein paar Wahnsinnige machen momentan gerade Versuche, VOR dem Turbo einzupritzen. Sieht dann so aus:



http://www.dsmtuners.com/forums/atta...on-kit-pci.jpg

Die Threads:
http://www.supraforums.com/forum/sho...13#post6845613
http://www.aquamist.co.uk/phpBB2/viewtopic.php?t=267&postdays=0&postorder=asc&start =0

Da bin ich mal gespannt wie lange der Lader da mitspielt. Wenn er das aushällt, sicherlich ein sehr nette und sehr effiziente Variante sorum.

Hat jemand chon einmal mit sowas experimentiert?

Soll bitte nicht zu einer klassichen WAES-Diskussion werden, davon hatten wir schon genügend

[Formi]

was is da der physikalischer hintergrund? gerade keine lust nachzudenken.
wassertropfen zerstören den impeller und wasser lässt sich nicht komprimieren, sollte also die arbeit des turbos schmälern...

[stefankerth]

Also laut not2fast.com turbocalculator hat mann wenn alles gleich bleibt bei der methode weniger leistung als wenn man nach dem LLK einspritzt.

der Vorteil bei der Methode ist aber das die Luft, welche aus dem Turbo kommt sehr viel kälter ist, dadurch kann man einen kleineren llk verbauen weil der nicht mehr so viel runterkühlen muss. Denke mal ist von der idee her gar nicht so schlecht.

@ Formi: bei dem Verhälltnis Wasser zu luft, denke ich nicht das das probleme gibt wegen verdichten.


mfg Stefan

[Alonso]

Hintergrund:
Die Lufttemperatur vor der Verdichtung wird dadurch stark reduziert, und somit die Dichte der Luft entsprechend erhöht.

Beispiel:
Wenn die Luft vor der Verdichtung von +20°C auf 0°C abgekühlt werden kann, vergrösset sich die Dichte um knapp 7%. Ergo fördert der Lader bei gleichem Volumen so auch knapp 7% mehr "Luft"..

[Formi]

naja, aber bei nem turbo halte ich das für fragwürdig.

wir verbauen z.b. wasser"geschmierte" und -gekühlte schraubenkompressoren. das hat das ganze eher einen sinn

gruß, flo

[Alonso]

So, ich grabe mal meinen alten Thread wieder aus. Ich möchte Manuels Thread nicht weiter missbrauchen und das Thema quasi hierhin zurückverlagern

Irgendwie hab ich keinen Bock mehr auf den ganzen Materialkrieg und das Wettrüsten. Mich nimmt nun wunder was man aus einem (guten) Stock CT26 inkl. Stock LLK rausholen kann mit sauberen Mapping und WAES bei max. 1 Bar. Das wird mein Winterprojekt 2011/2012.

Und nein, es muss nicht alltagstauglich sein - es ist offiziell "nur" ein Experiment.

Besonders spannend finde ich hier die Pre-Turbo Injection. Zitat:

1. Pre-Turbocharger/Centrifugal Injection

By placing the water methanol injection nozzle or nozzles pre-turbocharger or centrifugal supercharger and injecting a fine precise amount of water methanol into the air inlet of the compressor can have a dramatic positive effect on compressor efficiency (particularly with turbocharger systems and high boost centrifugal applications) while substantially lowering discharge temperatures at the source of compression. On 8-25 psi applications, users can expect to see a 70-160+ degree drop in compressor discharge temperatures. While reductions of 160-240+degree's can be had on 25-60+ psi high boost applications such as diesels.

How is this possible?

When water methanol is first injected, we're able to begin slightly cooling the incoming air entering the compressor. This air is already relatively cool in relation to the ambient temperature of the day as it has yet to be compressed and heated. Depending on the temperature of the day and how the air inlet is plumped and where the air is being drawn in from, the incoming air entering into the inlet of the compressor commonly ranges between 5-20 degree's above ambient. Only minor cooling of the air charge occurs at this stage before it enters into the compressor. More importantly, we are about to dramatically cool the air that is being compressed and heated within the turbocharger.

It's important to understand it is here that the heat is being generated.

water methanol injectionA turbochargers impeller can spin at an astonishing speed between 100,000- 150,000 rpms. While centrifugal supercharger impellers spin between 40,000-65,000+ rpm. Between each pair of blades on an impeller exists a wedge shaped open space which the air fills in. As the impeller is spinning, this wedge shaped air pocket is subjected to tremendous centrifugal forces and is forced outward away from the center of the impeller to the outer edges. It is here where the air begins to stack up and compress against the compressor housing forming the heat as it makes it way into the scroll.

water methanol injectionAs the compressed air heats up, it tries to further expand, making it now more difficult for the heated compressed air to pass through and exit the compressor thereby lowering the compressor efficiency. In addition, this compressed air is taking up more space within the compressor limiting new incoming air from being processed. Furthermore, the hot compressed air exiting the turbocharger is less dense as it has been heated significantly. Therefore, containing less power producing oxygen while making the engine considerably more prone to detonation.

By cooling the air as it's being compressed within the turbocharger or centrifugal supercharger, the compressed air is now substantially cooler, more dense, taking less space and moves more efficiently through the compressor allowing us to pack and process more air through the turbocharger or centrifugal supercharger. This leads us to our second benefit. Improved compressor efficiency.

All of this results in improved compressor efficiency. Because of this improved efficiency the compressor does not have to work as hard to produce the same amount of boost as without the water methanol injection. In turn it raises the maximum mass air flow of the compressor. Thereby, making a smaller turbocharger or centrifugal supercharger now perform like a larger turbocharger or centrifugal supercharger with the addition of the water methanol injection.

water methanol injectionLastly, as already mentioned above, pre-compressor injection substantially lowers the discharge temperatures exiting the compressor. The engine is now less prone to detonation through this reduction in air charge temperatures. Furthermore, the use of an intercooler is dramatically reduced and in some applications no longer needed as it may not offer substantial further cooling effects in return for the pressure drop caused by it. Removal of the intercooler could now offer a further increase in boost pressure at the engine as well as compressor efficiency.

While all of this sounds very exciting. To do this properly requires proper sizing of the nozzles in relation to the compressor size and output. Additionally, the type fluid being used also effects the size of the water injection nozzle selected. When done properly, very little of the water methanol mist injected into the inlet of the compressor survives the process. Thereby, discharging a much cooler air charge with a relativity high humidity with very little or no water methanol droplets present.

When injecting water, we can quickly over saturate the air charge and have an excess of fluid discharging the compressor. Water has a much higher latent heat of vaporization, nearly double that of methanol, and does not flash (instantly evaporate) like that of methanol or other alcohols when injected into a hot air stream. Therefore, a smaller nozzle must be used when spraying pure water.

water methanol injectionA better choice for pre-compressor injection is a greater concentration of methanol vs. water or pure methanol. Methanol instantly flashes (evaporating) as soon as it enters into a hot compressor and meets the heat within it. By using an alcohol, this dramatically reduces the amount of actual fluid exiting the compressor due to it‘s fast evaporation. Additionally, methanol offers much greater cooling effect then water. Furthermore, methanol is also less dense then water thereby having a softer impact on the impeller. The specific gravity of pure methanol is .792 @ 68° F compared to water which is 1.00 @ 64° F.

One major concern associated with pre-compressor injection is erosion of the impeller. This is only likely to occur when injecting solid stream of water at the impeller of a turbocharger or using an excessively large nozzle. Impeller erosion is highly unlikely with centrifugal supercharger as they spin at a considerably slower speed then turbochargers. Impeller erosion is of little concern with centrifugal superchargers

(Quelle)


Wenn das ganze wirklich so gut hinhaut wie versprochen - fliegt der LLK ganz raus

[Silent Deatz]

Das liesst sich aber verdammt cool. Bin gespannt, was bei rumkommt.

[HöfiX]

Frag mich grad die das mit der Kavitation aussieht, an dieser Stelle herrscht ja zum teil recht Unterdruck unter umständen sehen dann die Rotorschaufeln recht schnell recht löchrig aus. und wo fliegen dann die ausbruchstücke hin?

Die Argumentation scheint logisch, dennoch glaube ich nicht an die angegebene Prozentzahl. Physikalisch ist die Thermodynamische Wärmemänge wichtig, und diese zu entziehen um das Volumen zu verringern und die Verbrennung zu kühlen, funktioniert umso besser, je grösser der Temperaturunterschied und die Kontaktfläche ist, also auf den LLK zu verzichten, glaube ich ist nicht drin...
Vor dem Verdichter zu Kühlen bringt den Vorteil der geringeren Viskosität, und somit erhöhten "Verdichterschaufelleistung" bringt aber auch erhöhte fluiddynamische Reibung mit sich...

dies nur ein paar Gedanken dazu, wenn ich meine jetzige Projektarbeit fertig hab, werd ich das vielleicht mal genauer anscheuen um die Grössenordnungen abschätzen zu können. Sorgen würd ich mir im Moment mal um die Kavitation machen, diese sind aber vielleicht unbegründet, ich müsste da mal bissi rechnen.

[Alonso]

Danke bereits fürs mitdenken

Ist Kavitation nicht primär in Flüssigkeiten ein Problem? So hab ich das zumindest noch in Erinnerung - müsste aber auch mal wieder die alten Bücher ausgraben dafür

Bist du Samstag noch ab und zu in der Klinik? Ich wollte eh schon lange mal wieder vorbeischaun - idealerweise mit Futter für den Grill Wäre hier wirklich auf deine Berechnungen und weitere Gedanken gespannt

[Tyandriel]

Kavitation ist, wenn die Umströmung eines (bewegten) festen Gegenstands in einer Flüssigkeit abreisst. Dann bilden sich "Blasen" zwischen Gegenstand uns Flüssigkeit.
Wenn die Blase kollabiert, schlägt die Flüssigkeit an der Stelle auf den Gegenstand zurück. Und das so heftig, dass mechanische Schäden am Gegenstand entstehen (können).

Wenn jetzt Tröpfchen einer Flüssigkeit auf einen Gegenstand knallen, wird das wahrscheinlich denselben Effekt haben. Wenn die Aufprallgeschindigkeit groß genug ist. Bei Kavitation ist das im Bereich Mach1. Müsste man mal kurz ausrechnen, wie schnell sich so ein Turbinenflügelchen bewegt.

sagen wir mal, 6cm Einlass-Ø und Drehzahl 120000 1/min. U=pi*d=pi*0,06m=0,1885m
n=2000 1/s
n*U=377m/s

Mach1 sind ~330m/s

ich würd mir erstmal Bilder von Turbos besorgen, die schon länger mit dem System laufen :-/

[Zubi88]

Erstens freu ich mich das ein paar mal den Turbo verbessern wollen
Aber ich kann fast garantieren dass durch die Wasserreibung das Flügelrad zerstört wird...steter Tropfen höhlt den Stein - oder das Metall.

So richtig interessant wird es wenn das Flügelrad neu konzipiert werden würde.
Kennt jemand den Herrn Wiktor Schauberger? Der war der Chef in solchen Erfindungen ich dachte beim Radersatz etwa an so ein Modell wie unten beim Bild. Je einer pro Seite.... Info: (Das Bauteil wird bereits heute zur Stromgewinnung eingesetzt) und hat sich bestens bewährt!

[Bimo]

Ich halte die Methode vor dem Turbo einzuspritzen für unsinnig.
1. Die zu geringe Luftthemperatur, die im Unterdruckbereich vor dem Turbo durch seine Saugwirkung ja noch unter der Frischluftthemperarur liegt.
Da kommt die Verdunstungskühlung nicht zur Wirkung.
2. Vor dem Ladeluftkühler die Themperatur mittels Verdunstungskühlung herunterzudrücken schmälert die Leistung der Ladeluftkühlers.
Die Leistung der LLKs ist abhängig von dem Themperaturunterschied zwischen innenluft und Aussenluft. Ist diese Differenz geringer, so kühlt er auch weniger ab.
3. Tröpfchenbildung vor dem Verdichter ist wohl kaum sinnvoll, denn die Masse von Wasser ist für Verdichterschaufeln schon recht hinderlich. Und ich vermute auch mal, das sie das nicht lange überleben wird.


Fazi...Der beste Punkt der Einspritzung ist hinter dem LLK an der Stelle Unmittelbar vor der des geringsten Querschnitts, Der Staudruck vor diese Stelle bewirkt eine Themperaturerhöhung der verdichteten Luft. Und mit einer ordentlichen Zersteuberdüse und möglichst hohem Druck. Dann Verdunsten das Wasser und Methanol und wir haben keine Tröpfchenbildung.
An der Stelle ist die Restthemperatur am größten und somit die Verdunstungskühlung am Wirkungsvollstem.

Zudem ist eine Kühlung der Turbos an der Verdichterseite nicht sinnvoll, da dann der Themperatusunterschied zwichen Verdichter und Turbine noch größer wird, was zu thermischen Gefügeverspannungen führt..
Willst du den Turbo kühlen, dann sind kühlere Abgase die beste Lösung.

Aber es währe trotzdem mal interessant zu erfahren wie es funktioniert.