<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML><HEAD>
<META http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=iso-8859-1">
<META content="MSHTML 6.00.6000.17095" name=GENERATOR>
<STYLE></STYLE>
</HEAD>
<BODY bgColor=#ffffff>
<DIV><FONT face=Arial size=2>Daniel,</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>the math pencils out in the real world nearly as 
well as on paper.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>case in point I have an Uncle who I accompanied on 
many weekend drag boat racing excursions.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>His boat has a blown alcohol 454 with a very 
expensive valve train.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>short and sweet, the blower crams air into the 
engine at near 30 psig, thus tripling normal atmospheric-- result 1250 hp.  
1/4 mile in six seconds, starting at near walking speed, ending at near 
170mph.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>    Back to topic, it seems like 
people want to boost the engines output via turbo or other means and I have 
seen much discussion toward that topic, along with all the potential 
problems.  I agree with many that choosing a bigger engine is a simpler way 
to overcome the power loss of using producer gas instead of petrol. But the 
reality of it is this; regular people buy regular stuff.  Meaning that a 
generator coupled to an engine is the cost effective package needed to implement 
in many cases, the problem is they are matched up incorrectly for woodgas use, 
and in many cases ownership is already established.  for most the more 
cost effective way of utilizing a generators full output is indeed to run 
it at a higher intake pressure.  It seems to me it would be easier to set 
up the system to pressurize the intake air of the gasifier, thus boosting the 
engine downstream as well, rather than putting the pump precariously between the 
reactor and engine. </FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>No condensates to worry about, </FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>No detrimental turbo suction issue to deal 
with,</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>one could use a portion of this boosted air as 
secondary air as well.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>fuel bin would need to be able to 
handle the boost pressure, and safety lid would need to be different 
in design,but startups would be nice, and means for switching to 
non boosted primary air would need to be implemented 
for "depressurizing" while refueling, at a reduced engine output, but 
that's pretty harmless.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>I would be verry surprised, if this is not standard 
operating procedure for someone, just haven't run across any reports. My limited 
scope of gasification experience leaves me wondering, any success or failure 
stories out there with boosting primary air to drive produced gas pressure up as 
normal operating conditions?</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>Luke Gardner</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2></FONT> </DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2></FONT> </DIV>
<BLOCKQUOTE 
style="PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: #000000 2px solid; MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV style="FONT: 10pt arial">----- Original Message ----- </DIV>
  <DIV 
  style="BACKGROUND: #e4e4e4; FONT: 10pt arial; font-color: black"><B>From:</B> 
  <A title=dmc@danielchisholm.com href="mailto:dmc@danielchisholm.com">Daniel 
  Chisholm</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>To:</B> <A 
  title=gasification@lists.bioenergylists.org 
  href="mailto:gasification@lists.bioenergylists.org">Discussion of biomass 
  pyrolysis and gasification</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Sent:</B> Thursday, March 03, 2011 4:33 
  AM</DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Subject:</B> Re: [Gasification] Benefits of 
  boosting compression ratio</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>First the answer, then a long-winded explanation if you care for 
  it...</DIV>
  <DIV> </DIV>
  <BLOCKQUOTE class=gmail_quote 
  style="PADDING-LEFT: 1ex; MARGIN: 0px 0px 0px 0.8ex; BORDER-LEFT: rgb(204,204,204) 1px solid">
    <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
      <TBODY>
      <TR>
        <TD vAlign=top>
          <DIV>Then change the pressure to 5 psig (say ~19 psia) with the same 
          parameters and calculate the mass of oxygen.  Do the masses come 
          out with the ratio of 9.8/19 or about 1/2 for my comparison between 
          natural aspirated and (5 psig) low 
    pressure?</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></BLOCKQUOTE>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Yes.</DIV>
  <DIV> </DIV>
  <BLOCKQUOTE class=gmail_quote 
  style="PADDING-LEFT: 1ex; MARGIN: 0px 0px 0px 0.8ex; BORDER-LEFT: rgb(204,204,204) 1px solid">
    <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
      <TBODY>
      <TR>
        <TD vAlign=top>
          <DIV>  If so, then there is twice the oxygen mass in a 5 psig 
          pressure going into the engine, as compared to 20 in hg (9.8 
          psia).</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></BLOCKQUOTE>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Yes.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>And you could therefore burn twice as much fuel, and therefore produce 
  twice as much gross horsepower.  ("gross horsepower" means how much power 
  your pistons are extracting from the gas; most of this will make it to the 
  crankshaft output but some will be lost to sliding friction and pumping 
  losses)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Although your net horsepower output at the crank won't be exactly twice 
  as much (it'll probably be a little bit better than that), it's a very good 
  starting point to make the approximation that it is.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><B>Bottom line: power output is proportional to (absolute) manifold 
  pressure.</B></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <BLOCKQUOTE class=gmail_quote 
  style="PADDING-LEFT: 1ex; MARGIN: 0px 0px 0px 0.8ex; BORDER-LEFT: rgb(204,204,204) 1px solid">
    <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
      <TBODY>
      <TR>
        <TD vAlign=top>
          <DIV> </DIV>
          <DIV>Change the temperature to 95C for both.  Is it the 
          same?</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></BLOCKQUOTE>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Yes.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>You get twice as much air mass flow at 19.7psia as you do at 
  9.8psia.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>You didn't ask this but since you probably know that your engine will 
  make less horsepower with 95C inlet air temperature than with 15C air 
  temperature I'll ask and answer a question here:</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>How much power does an engine make at 95C inlet air temperature versus at 
  15C inlet air temperature?</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>The first thing to do is to convert these into absolute temperatures, 
   15C is 288 Kelvin (15+273), and 95C is 368 Kelvin.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Your engine's displacement is unchanged by the inlet air temperature. 
   But the density of the air that it moves is changed, in inverse 
  proportion to the (absolute) temperature ratio:</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>288/368 = 0.78</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>So when your inlet air temp is 95C (368K), your engine will make 78% of 
  the power it makes when your inlet air temp is 15C (288K).</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>This is because it is only flowing 78% as much air (mass-wise), therefore 
  it is only able to burn 78% as much fuel, and therefore there is only 78% as 
  much energy available to be extracted.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <BLOCKQUOTE class=gmail_quote 
  style="PADDING-LEFT: 1ex; MARGIN: 0px 0px 0px 0.8ex; BORDER-LEFT: rgb(204,204,204) 1px solid">
    <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
      <TBODY>
      <TR>
        <TD vAlign=top>
          <DIV> </DIV>
          <DIV>I'm sorry to ask, but as I read the ideal gas law 
          equasions, my eyes glass over and confusion sets 
      in.</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></BLOCKQUOTE>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>You'll notice that I never did plug any numbers into "PV=nRT" (or P = 
  rho*R*T) in any of the above.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>A great deal of useful insight can be had from looking at the form of the 
  equations, from this you can get useful relationships like</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>- If temperature is constant, density is proportional to pressure (I used 
  that in the first part)</DIV>
  <DIV>- For any particular pressure, density changes inversely proportional to 
  temperature (that's what I used in the second part)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Now to the first part of your email and longer-winded bit..</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV class=gmail_quote>On Wed, Mar 2, 2011 at 14:11, Toby Seiler <SPAN 
  dir=ltr><<A 
  href="mailto:seilertechco@yahoo.com">seilertechco@yahoo.com</A>></SPAN> 
  wrote:<BR>
  <BLOCKQUOTE class=gmail_quote 
  style="PADDING-LEFT: 1ex; MARGIN: 0px 0px 0px 0.8ex; BORDER-LEFT: #ccc 1px solid">
    <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
      <TBODY>
      <TR>
        <TD vAlign=top>
          <DIV>Mark, Daniel C., list,</DIV>
          <DIV> </DIV>
          <DIV>OK I admit that I'm lost when I get to "mole" in the ideal gas 
          law.  (A mole is a furry creature my dog brings up on 
          the porch to chew up.)</DIV>
          <DIV> </DIV>
          <DIV>So please help me in another way if you understand the 
          physics.  First assume I use a 460 cubic inch engine and have a 
          10/1 compression ratio.  In total then all cylinders compress the 
          gas/air to an area of 46 cubic inches...easy enough.  At 12/1 it 
          is compressed to 38.3.</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></BLOCKQUOTE>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>There's a small error there which I'll point out for completeness.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>(firstly good for you for choosing a big-block in your example, even if I 
  would have used 440 or 426 cubic inches in my 'fer-instance! :-)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Your pistons *displace* 460 cubic inches, that is when they move from BDC 
  to TDC they have pushed through 460 cubic inches of volume.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>At TDC the gas will be in the combustion chamber volume.  At BDC the 
  gas will occupy this volume *PLUS* 460 cubic inches.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>So we're naturally into algebra (sorry! ;-)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>CR = Vol_BDC / Volume_TDC</DIV>
  <DIV>CR= (displacement + CombChmbr_volume) / (CombChmbr_volume)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>After a bit of algebra we get:</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>CombChmbrvolume = displacement/(CR-1)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>For displacement=460 in^3 and and CR=10 we get CombChmbr_volume = 460/9 
  in^3 or 51.1 in3</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>What is happening is that we start with 511.1 in^3 of gas, which we then 
  compress by 460 in^3 down to 51.1 in^3 (we change the volume by 10:1 ---> 
  our compression ratio!)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>For displacement=460 in^3 and and CR=12 we get CombChmbr_volume = 460/11 
  in^3 or 41.8 in3 (we compress 501.8 in^3 of gas down to 41.8 in^3, i.e. by 
  12:1)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <BLOCKQUOTE class=gmail_quote 
  style="PADDING-LEFT: 1ex; MARGIN: 0px 0px 0px 0.8ex; BORDER-LEFT: #ccc 1px solid">
    <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
      <TBODY>
      <TR>
        <TD vAlign=top>
          <DIV> </DIV>
          <DIV>Now help me find the mass of the oxygen (we will disregard the 
          nitrogen, argon, etc. for now),</DIV>
          <DIV>if my manifold is 20 hg  (about 9.8 psi absolute) and I know 
          oxygen weighs 32 grams per mole and I assume 23C (of course it will be 
          higher in a hot engine)...how much oxygen mass is going into the 
          cylinders (with oxygen at 21% of air and for now disregarding the 
          fuel). </DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></BLOCKQUOTE>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>It's easier if you consider the air, and then when you're done that 
  figure out the oxygen.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>You can calculate how much air flows in one cycle (which in a four stroke 
  engine is two crank rotations, or you can figure how much air flows when the 
  engine is turning at a certain RPM.  I'll do the latter since it helps to 
  have in hand some real mass flow numbers for your air, which closely relate to 
  fuel flow rates, which also relate to power outputs - and fuel flow rates and 
  power outputs are something that we probably have a certain intuitive grasp 
  of.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Let's say you are turning your engine at 1800 RPM, a nice respectable 
  synchronous genset speed.  So your crank makes 1800 rotations in a 
  minute, which is 900 engine cycles.  So your pistons will have displaced 
  460 cubic inches times 900 cycles which is 414,000 cubic inches.  Which 
  is also a number that means very little to me intuitively.  It is 
  414000/1728 = 239.6 cubic feet, which might be a bit easier to grasp 
  physically.  Also for anybody who has race engine experience, many 
  carburetors are rated in cfm and here we see that we need a 240cfm carbureter. 
   A typical bigblock might be fitted with a racing carburetor rated for 
  850cfm or 1050cfm (which is how much air your engine will need at 6120rpm or 
  7875rpm respectively, which are the sort of RPMs a race engine might be run 
  at)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>So <B>your 460 c.i.d. engine is displacing 239 cubic feet of air per 
  minute when it turns 1800rpm</B>.  It displaces, in its cylinders, 239 
  cubic feet per minute no matter what the throttle setting is and no matter 
  what the intake manifold pressure is.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>In SI units, 239 ft^3/minute is 6.77 cubic metres per minute.  What 
  Canadians call a "45 gallon drum" and what Americans call a "55 gallon drum" 
  is about 200 litres which is 0.2 cubic metres.  This airflow is about 34 
  drums per minute, or about half a drum of air per second.</DIV>
  <DIV>
  <DIV><BR class=Apple-interchange-newline>In US Customary units the density of 
  air is .076 pounds per cubic foot (at 59F and atmospheric 
  pressure).</DIV></DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>So let's say you set your throttle so that the manifold pressure is 20"Hg 
  absolute (on most engine vacuum gauges which go from 0"Hg at atmospheric 
  pressure to 29.92"Hg of vacuum, this will read as 10"Hg of vacuum).</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>At this throttle setting your manifold pressure will be about 9.8psia as 
  you said.  This is 20/29.92 = 0.67 times atmospheric pressure.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>When you throttle a gas flow, its temperature remains unchanged, its 
  pressure drops, and its density drops by the same proportion.  So if you 
  are throttling your air to 0.67 times atmospheric pressure, its density will 
  be 0.67 times as big.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>So your air mass flow rate is 239 ft^3/minute times .076 pounds/ft^3 
  times 0.67 = 12.17 pounds of air per minute.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>I did promise to tell you the oxygen flow rate so this is where we do it: 
  0.21 (pounds of oxygen per pound of air) times 12.17 lbs/minute air = 2.56 
  pounds per minute of oxygen.  </DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>It might be more tangible though to think in terms of air mass flow 
  rates.  If we are burning gasoline we'd likely be using an air:fuel 
  mixture ratio somewhere in the range of 12:1 to 15:1.  These mixture 
  ratios are "pounds of air per pound of fuel".</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Since we are flowing 12.17 pounds per minute of air, we'll need to flow 
  about 1 pound per minute of gasoline.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>One pound per minute is sixty pounds per hour, which is 10 US gallons per 
  hour.  Does this seem "about right" for a 460 c.i.d engine turning 
  1800rpm and producing about 65% of its wide-open power output at that speed? 
   (It passes my smell test, because it seems "close enough" to me to a 470 
  in^3 aircraft engine turning 2000-2300RPM, at 65% power setting, burning 12-15 
  USgph)</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV> </DIV>
  <BLOCKQUOTE class=gmail_quote 
  style="PADDING-LEFT: 1ex; MARGIN: 0px 0px 0px 0.8ex; BORDER-LEFT: #ccc 1px solid">
    <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 border=0>
      <TBODY>
      <TR>
        <TD vAlign=top>
          <DIV>Best regards,  </DIV>
          <DIV> </DIV>
          <DIV>Toby 
     </DIV></TD></TR></TBODY></TABLE><BR><BR>_______________________________________________<BR>Gasification 
    mailing list<BR><BR>to Send a Message to the list, use the email 
    address<BR><A 
    href="mailto:Gasification@bioenergylists.org">Gasification@bioenergylists.org</A><BR><BR>to 
    UNSUBSCRIBE or Change your List Settings use the web page<BR><A 
    href="http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/gasification_lists.bioenergylists.org" 
    target=_blank>http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/gasification_lists.bioenergylists.org</A><BR><BR>for 
    more Gasifiers,  News and Information see our web site:<BR><A 
    href="http://gasifiers.bioenergylists.org/" 
    target=_blank>http://gasifiers.bioenergylists.org/</A><BR><BR></BLOCKQUOTE></DIV><BR><BR 
  clear=all><BR>-- <BR>- Daniel<BR>Fredericton, NB  Canada<BR>
  <P>
  <HR>

  <P></P>_______________________________________________<BR>Gasification mailing 
  list<BR><BR>to Send a Message to the list, use the email 
  address<BR>Gasification@bioenergylists.org<BR><BR>to UNSUBSCRIBE or Change 
  your List Settings use the web 
  page<BR>http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/gasification_lists.bioenergylists.org<BR><BR>for 
  more Gasifiers,  News and Information see our web 
  site:<BR>http://gasifiers.bioenergylists.org/<BR></BLOCKQUOTE></BODY></HTML>