Eficiencia Térmica del Ciclo Atkinson Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo
Fórmula utilizada
Eficiencia térmica del ciclo de Atkinson = 100*(1-Relación de capacidad calorífica*((Relación de expansión-Índice de compresión)/(Relación de expansión^(Relación de capacidad calorífica)-Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica))))
ηa = 100*(1-γ*((e-r)/(e^(γ)-r^(γ))))
Esta fórmula usa 4 Variables
Variables utilizadas
Eficiencia térmica del ciclo de Atkinson - La eficiencia térmica del ciclo Atkinson representa la eficacia del motor Atkinson. Se mide comparando cuánto trabajo se realiza en todo el sistema con el calor suministrado al sistema.
Relación de capacidad calorífica - El índice de capacidad calorífica o índice adiabático cuantifica la relación entre el calor agregado a presión constante y el aumento de temperatura resultante en comparación con el calor agregado a volumen constante.
Relación de expansión - La relación de expansión es la relación entre el volumen del cilindro después de la compresión (presión más alta) y el volumen en el escape (presión más baja).
Índice de compresión - La relación de compresión se refiere a cuánto se aprieta la mezcla de aire y combustible en el cilindro antes del encendido. Es esencialmente la relación entre el volumen del cilindro en BDC y TDC.
PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base
Relación de capacidad calorífica: 1.4 --> No se requiere conversión
Relación de expansión: 4 --> No se requiere conversión
Índice de compresión: 20 --> No se requiere conversión
PASO 2: Evaluar la fórmula
Sustituir valores de entrada en una fórmula
ηa = 100*(1-γ*((e-r)/(e^(γ)-r^(γ)))) --> 100*(1-1.4*((4-20)/(4^(1.4)-20^(1.4))))
Evaluar ... ...
ηa = 62.2416815892081
PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida
62.2416815892081 --> No se requiere conversión
RESPUESTA FINAL
62.2416815892081 62.24168 <-- Eficiencia térmica del ciclo de Atkinson
(Cálculo completado en 00.004 segundos)

Créditos

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Instituto Indio de Tecnología (IIT (ISM)), Dhanbad, Jharkhand
¡Aditya Prakash Gautama ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!
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Verificada por Vivek Gaikwad
AISSMS Facultad de Ingeniería, Pune (AISSMSCOE, Pune), Puno
¡Vivek Gaikwad ha verificado esta calculadora y 3 más calculadoras!

Ciclos estándar de aire Calculadoras

Presión efectiva media en ciclo dual
​ LaTeX ​ Vamos Presión media efectiva de ciclo dual = Presión al inicio de la compresión isentrópica*(Índice de compresión^Relación de capacidad calorífica*((Relación de presión en ciclo dual-1)+Relación de capacidad calorífica*Relación de presión en ciclo dual*(Relación de corte-1))-Índice de compresión*(Relación de presión en ciclo dual*Relación de corte^Relación de capacidad calorífica-1))/((Relación de capacidad calorífica-1)*(Índice de compresión-1))
Presión Media Efectiva en Ciclo Diesel
​ LaTeX ​ Vamos Presión media efectiva del ciclo diésel = Presión al inicio de la compresión isentrópica*(Relación de capacidad calorífica*Índice de compresión^Relación de capacidad calorífica*(Relación de corte-1)-Índice de compresión*(Relación de corte^Relación de capacidad calorífica-1))/((Relación de capacidad calorífica-1)*(Índice de compresión-1))
Presión Efectiva Media en Ciclo Otto
​ LaTeX ​ Vamos Presión media efectiva del ciclo Otto = Presión al inicio de la compresión isentrópica*Índice de compresión*(((Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1)-1)*(Proporción de presión-1))/((Índice de compresión-1)*(Relación de capacidad calorífica-1)))
Salida de trabajo para ciclo Otto
​ LaTeX ​ Vamos Producción de trabajo del ciclo Otto = Presión al inicio de la compresión isentrópica*Volumen al inicio de la compresión isentrópica*((Proporción de presión-1)*(Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1)-1))/(Relación de capacidad calorífica-1)

Eficiencia Térmica del Ciclo Atkinson Fórmula

​LaTeX ​Vamos
Eficiencia térmica del ciclo de Atkinson = 100*(1-Relación de capacidad calorífica*((Relación de expansión-Índice de compresión)/(Relación de expansión^(Relación de capacidad calorífica)-Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica))))
ηa = 100*(1-γ*((e-r)/(e^(γ)-r^(γ))))

¿Cuáles son los procesos teóricos involucrados en el ciclo de Atkinson?

El ciclo Atkinson, al igual que el ciclo Otto utilizado en muchos motores de gasolina, implica cuatro procesos teóricos: 1. Compresión isentrópica (1-2): El aire se comprime en el cilindro sin transferencia de calor, elevando su presión y temperatura. Este proceso es similar en los ciclos de Atkinson y Otto. 2. Adición de calor a presión constante (2-3): el combustible se inyecta y se quema a una presión casi constante, lo que aumenta aún más la temperatura. Este proceso también es muy similar entre los ciclos. 3. Expansión isentrópica (3-4-4'): En el ciclo de Atkinson, aquí es donde diverge del ciclo de Otto. El ciclo de Atkinson emplea una carrera de expansión isentrópica más larga en comparación con la compresión. Esto permite que el gas caliente a alta presión se expanda aún más, extrayendo más energía térmica y potencialmente generando una mayor eficiencia. 4. Rechazo de calor a volumen constante (4'-1): El calor se elimina del cilindro a un volumen constante, lo que reduce la temperatura y la presión hasta su punto inicial.

¿Por qué necesitamos reducir la relación de compresión para el ciclo Atkinson?

En el ciclo Otto, después del proceso de combustión, la fuerza ejercida sobre el pistón durante la carrera de potencia aumenta de modo que cuando el pistón alcanza el BDC, la válvula de escape se abre y se descarga calor inútil de la cámara de combustión. Por lo tanto, este ciclo se utiliza para reducir la relación de compresión para lograr una mayor expansión durante la carrera de expansión, de modo que toda la fuerza generada debido al proceso de combustión pueda usarse en el pistón antes de que alcance el BDC. Esto significa que el ciclo Atkinson siempre tiene un rendimiento inferior/equivalente al ciclo Otto. Sin embargo, el ciclo Otto tiene una eficiencia térmica menor que el ciclo Atkinson.

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