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CANDIDATO RELATOREGiuseppe Piccinno Prof. Ing. Piancastelli Luca
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LO STUDIO SI PROPONE DI:
sostituire i grandi Diesel navali con motori di dimensioni minori tramite l’uso di:
- tecnologia common rail automobilistica (3800 rpm);- aumento del numero di cilindri;- riduzione dell’alesaggio;- diminuzione dell’ingombro del motore.
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DATI DI PROGETTO- Alesaggio: 108 mm- Corsa: 110 mm- Massa del pistone e spinotto: 1,2 kg- Numero cilindri: 96- Potenza: 10 000 CV- Velocità di funzionamento: 3800 rpm- Architettura del motore: otto penne
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STUDI PREGRESSI
OBIETTIVOAl fine di raggiungere lo scopo predetto, ho
studiato un sistema di sovralimentazione che garantisca il conseguimento della
potenza richiesta con il regime di funzionamento supposto.
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Per limitare i costi di progettazione e produzioneho ritenuto opportuno:
-effettuare una ricognizione dell’offerta presentesul mercato dei turbocompressori, optando perl’utilizzo dell’esperienza di una delle aziendecostruttrici specializzate nel settore;
- dividere equamente la cilindrata in dodici parti.
SCELTA DEL COMPRESSOREVincoli progettuali:- Condizioni dell’aria:
Patm = 1,013 barTamb = 25°C
- Regime di rotazione del motorecostante:3800 rpm
PORTATA D’ARIA RIDOTTA:39,99 lbs/min = 10884.4 kg/s
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Sarà in seguito effettuato un lavoro di triming per raggiungere il rendimento ottimale
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Potenza assorbita dal compressore:
mP
PTcP
c
k
k
pc
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1
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Cp= capacità termica dell’aria a pressione costante = 1,013kJ/kg KT0= temperatura dell’aria in ingresso del compressore = 25°C = 298 KP2= pressione di mandata del compressoreP1 = pressione all’aspirazione del compressoreηc= rendimento complessivo del compressore
Con questi valori otteniamo una potenza assorbita da ogni compressore pari a
28,5kWLa potenza assorbita complessiva vale
342,6 kW
VERIFICA DEI VALORI IN TURBINA
Vincoli progettuali:Autosufficienza del turbocompressore: - Pc = Pt
- Tgas = 800°C- ηt = 0,74- cp’ = 1,136 kJ/kg K- K’ = 1,4
Corrected flow in turbina: 35lib/min
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t
k
k
ptP
PTcmP
'
1'
4
33 1'
Garrett GT 4294
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Pressione nel collettore dei gas esausti:ER = 16,8 psi = 1,158 bar
Pressione di scarico della turbina:Outlet P= 14.7 psi = 1,013 bar
Rapporto d’espansione in turbina: 1,7
AtmosPOutlet
AtmosEMPER
Atmos ER
Atmos EMP POutlet
CONCLUSIONILa compattezza e la leggerezza richieste sono ottenute grazie alla geometria ottagonale del
basamento.
I risultati ottenuti con questo gruppo hanno buone caratteristiche teoriche.
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VALUTAZIONI PERSONALI
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Qualora le caratteristiche descritteverranno consolidate nella pratica, èaltamente probabile che la miaproposta divenga competitiva sulmercato della marina mercantile.
SVILUPPI FUTURI
- Verifica meccanica e termica dei singoli componenti del motore
- Progettazione dettagliata delle testate del motore- Rivisitazione del circuito di lubrificazione e
refrigerazione- Progetto della parte utilizzatrice vera e propria:
l’elica- Il riduttore
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