Umsetzung von Druck in Wärme (auch@Benny)

[ FMSO.DE - Fahren mit Salatöl (deutsch) ]

Geschrieben von Werner am 07. Dezember 2005 22:36:45:

Hallo,

für die Forumssuche bin ich offenbar zu blöd. Ich weiß genau, daß ich es vor Jahren mal vorgerechnet habe.

Also nochmal aus dem Kopf:

Durch die Druckerhöhung innerhalb der ESP erwärmt sich gar nix. Es ist zwar thermodynamisch so, daß auch Flüssigkeiten sich durch Kompression erwärmen, aber der Betrag ist derart winzig, daß man ihn hier vergessen kann.

Beim Entspannen des hohen Druckes wird allerdings die Druckenergie als potentielle Energie zunächst in kinetische und dann durch Strömungsturbulenzen in Wärmeenernergie umgewandelt. Auch der eingspritzte Treibstoff wird durch das Einspritzen allein schon etwas wärmer, wobei er allerdings sich diese Wärme mit der Luft drumrum teilen muß, was nicht immer von Vorteil ist. Ich halte es für denkbar, daß die Erhöhung des DÖDs auch dadurch ein wenig dazu beiträgt, daß ein Pölmobil besser anspringt.

Die Formel für die Berechnung ist rel. einfach. Der Druck in seiner Grundeinheit Pa = N/m² ist bereits eine volumenbezogene Energieeinheit.

Wir wandeln um durch Erweiterung des Einheitenbruches mit m:

N/m² ==> Nm/m³

Nm ist nichts anderes als Joule und somit haben wir schon die Energie, die in einem bestimmten Volumen unter einem bestimmten Druck steckt.

Nm/m³ ==> J/m³

Wir könnten nun noch das Volumen in Masse umwandeln und die Formel ein wenig verhexen, aber der Einfachheit halber setze ich mal jetzt für Pöl eine Wärmekonstante von 1800 kJ pro m³ und °. (Die Herleitung auf Wunsch gerne, der Wert ist mal im Moment geschnapst.)

Die Formel für die Berechnung der Temperatur unter der Vorraussetzung, daß keine Wärme an irgendwelche Bauteile abgegeben wird, ist nun

Delta T = p / c (mit p ist Druck und c ist Wärmekonstante)

Die Zahlen werden jetzt ziemlich riesig, da der Druck in Pa, also N/m² angegeben werden muß. Sie kürzen sich dann aber wieder auf normale Werte.

Beispiel also mit 1000 bar im Common Rail am Absteuerventil:

Delta T = 100000000 / 1800000

Delta T = 55,5 °

Als Handformel dürfen wir also sagen:

Für jede 100 bar Druckentspannung haben wir mit etwas mehr, als 5 °C Temperaturerhöhung zu rechnen. Wenn einer den Wert für die Dichte von Pöl und die genaue, massebezogene Wärmekonstante hat, kann man den Wert noch exakter rechnen. Es wird sich aber nicht viel dran tun.

Deutlich wird jedenfalls schnell, daß die CR-Systeme einen Kraftstoffkühler brauchen, denn sonst ist der Diesel im Nu auf über 55 °C, der spezifizierten Temperatur für den Flammpunkt. Dieser soll immerhin im Tank nicht erreicht werden.


Ich bedanke mich für die Aufmerksamkeit

Gruß

Werner


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