Thermische efficiëntie van de Atkinson-cyclus Oplossing

STAP 0: Samenvatting voorberekening
Formule gebruikt
Thermische efficiëntie van de Atkinson-cyclus = 100*(1-Warmtecapaciteitsverhouding*((Uitbreidingsverhouding-Compressieverhouding)/(Uitbreidingsverhouding^(Warmtecapaciteitsverhouding)-Compressieverhouding^(Warmtecapaciteitsverhouding))))
ηa = 100*(1-γ*((e-r)/(e^(γ)-r^(γ))))
Deze formule gebruikt 4 Variabelen
Variabelen gebruikt
Thermische efficiëntie van de Atkinson-cyclus - De thermische efficiëntie van de Atkinson-cyclus vertegenwoordigt de effectiviteit van de Atkinson-motor. Het wordt gemeten door te vergelijken hoeveel werk er door het hele systeem wordt gedaan met de warmte die aan het systeem wordt geleverd.
Warmtecapaciteitsverhouding - De Heat Capacity Ratio of adiabatische index kwantificeert de relatie tussen toegevoegde warmte bij constante druk en de resulterende temperatuurstijging vergeleken met toegevoegde warmte bij constant volume.
Uitbreidingsverhouding - De expansieverhouding is de verhouding tussen het cilindervolume na compressie (hoogste druk) en het volume bij de uitlaat (laagste druk).
Compressieverhouding - De compressieverhouding heeft betrekking op de mate waarin het lucht-brandstofmengsel vóór de ontsteking in de cilinder wordt geperst. Het is in wezen de verhouding tussen het volume van de cilinder op BDC en BDP.
STAP 1: converteer ingang (en) naar basiseenheid
Warmtecapaciteitsverhouding: 1.4 --> Geen conversie vereist
Uitbreidingsverhouding: 4 --> Geen conversie vereist
Compressieverhouding: 20 --> Geen conversie vereist
STAP 2: Evalueer de formule
Invoerwaarden in formule vervangen
ηa = 100*(1-γ*((e-r)/(e^(γ)-r^(γ)))) --> 100*(1-1.4*((4-20)/(4^(1.4)-20^(1.4))))
Evalueren ... ...
ηa = 62.2416815892081
STAP 3: converteer het resultaat naar de eenheid van de uitvoer
62.2416815892081 --> Geen conversie vereist
DEFINITIEVE ANTWOORD
62.2416815892081 62.24168 <-- Thermische efficiëntie van de Atkinson-cyclus
(Berekening voltooid in 00.004 seconden)

Credits

Creator Image
Gemaakt door Aditya Prakash Gautam
Indiase Instituut voor Technologie (IIT (ISM)), Dhanbad, Jharkhand
Aditya Prakash Gautam heeft deze rekenmachine gemaakt en nog 25+ meer rekenmachines!
Verifier Image
Geverifieërd door Vivek Gaikwad
AISSMS College of Engineering, Pune (AISSMSCOE, Pune), Pune
Vivek Gaikwad heeft deze rekenmachine geverifieerd en nog 3 rekenmachines!

Luchtstandaardcycli Rekenmachines

Gemiddelde effectieve druk in dubbele cyclus
​ LaTeX ​ Gaan Gemiddelde effectieve druk van dubbele cyclus = Druk bij het begin van isentropische compressie*(Compressieverhouding^Warmtecapaciteitsverhouding*((Drukverhouding in dubbele cyclus-1)+Warmtecapaciteitsverhouding*Drukverhouding in dubbele cyclus*(Afkapverhouding-1))-Compressieverhouding*(Drukverhouding in dubbele cyclus*Afkapverhouding^Warmtecapaciteitsverhouding-1))/((Warmtecapaciteitsverhouding-1)*(Compressieverhouding-1))
Gemiddelde effectieve druk in dieselcyclus
​ LaTeX ​ Gaan Gemiddelde effectieve druk van de dieselcyclus = Druk bij het begin van isentropische compressie*(Warmtecapaciteitsverhouding*Compressieverhouding^Warmtecapaciteitsverhouding*(Afkapverhouding-1)-Compressieverhouding*(Afkapverhouding^Warmtecapaciteitsverhouding-1))/((Warmtecapaciteitsverhouding-1)*(Compressieverhouding-1))
Gemiddelde effectieve druk in Otto-cyclus
​ LaTeX ​ Gaan Gemiddelde effectieve druk van Otto Cycle = Druk bij het begin van isentropische compressie*Compressieverhouding*(((Compressieverhouding^(Warmtecapaciteitsverhouding-1)-1)*(Drukverhouding-1))/((Compressieverhouding-1)*(Warmtecapaciteitsverhouding-1)))
Werkoutput voor Otto-cyclus
​ LaTeX ​ Gaan Werkopbrengst van Otto Cycle = Druk bij het begin van isentropische compressie*Volume bij aanvang van isentropische compressie*((Drukverhouding-1)*(Compressieverhouding^(Warmtecapaciteitsverhouding-1)-1))/(Warmtecapaciteitsverhouding-1)

Thermische efficiëntie van de Atkinson-cyclus Formule

​LaTeX ​Gaan
Thermische efficiëntie van de Atkinson-cyclus = 100*(1-Warmtecapaciteitsverhouding*((Uitbreidingsverhouding-Compressieverhouding)/(Uitbreidingsverhouding^(Warmtecapaciteitsverhouding)-Compressieverhouding^(Warmtecapaciteitsverhouding))))
ηa = 100*(1-γ*((e-r)/(e^(γ)-r^(γ))))

Wat zijn de theoretische processen die betrokken zijn bij de Atkinson-cyclus?

De Atkinson-cyclus omvat, net als de Otto-cyclus die in veel benzinemotoren wordt gebruikt, vier theoretische processen: 1. Isentropische compressie (1-2): Lucht wordt in de cilinder gecomprimeerd zonder warmteoverdracht, waardoor de druk en temperatuur stijgen. Dit proces is vergelijkbaar in zowel de Atkinson- als de Otto-cyclus. 2. Warmtetoevoeging onder constante druk (2-3): Brandstof wordt geïnjecteerd en verbrandt met een vrijwel constante druk, waardoor de temperatuur verder stijgt. Dit proces is ook grotendeels vergelijkbaar tussen de cycli. 3. Isentropische expansie (3-4-4'): In de Atkinson-cyclus wijkt dit af van de Otto-cyclus. De Atkinson-cyclus maakt gebruik van een langere isentropische expansieslag vergeleken met compressie. Hierdoor kan het hete gas onder hoge druk verder uitzetten, waardoor meer thermische energie wordt onttrokken en mogelijk tot een hoger rendement kan leiden. 4. Warmteafwijzing met constant volume (4'-1): Warmte wordt met een constant volume uit de cilinder verwijderd, waardoor de temperatuur en druk terug naar het beginpunt worden verlaagd.

Waarom moeten we de compressieverhouding voor de Atkinson-cyclus verlagen?

In de Otto-cyclus neemt na het verbrandingsproces de kracht die tijdens de arbeidsslag op de zuiger wordt uitgeoefend toe, zodat wanneer de zuiger BDC bereikt, de uitlaatklep opengaat en nutteloze warmte uit de verbrandingskamer stroomt. Daarom wordt in deze cyclus de compressieverhouding verlaagd voor meer expansie tijdens de expansieslag, zodat de volledige kracht die wordt gegenereerd als gevolg van het verbrandingsproces op de zuiger kan worden gebruikt voordat de zuiger BDC bereikt. Dit betekent dat de Atkinson-cyclus altijd een lagere/equivalente prestatie levert dan de Otto-cyclus. De Otto-cyclus heeft echter een lager thermisch rendement dan de Atkinson-cyclus.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!