Sabathé syklus

Sabathé -syklusen , også kalt dobbel forbrenning eller begrenset trykk eller blandet eller Trinkler eller Seiliger , er en termodynamisk referansesyklus for forbrenningsmotorer der forbrenningen skjer delvis ved konstant trykk og delvis ved konstant volum.

Virkelig syklus

Både motoren med positiv tenning , i stedet for Otto-syklusen , og kompresjonstenningsmotoren , i stedet for Diesel-syklusen , følger en Sabathè-syklus med bedre tilnærming: den første med en mer uttalt isokorisk komponent, den andre med en mer uttalt komponent-isobar.

Jo langsommere motoren tilnærmer seg den rene dieselsyklusen bedre , siden jo langsommere stempelslaget er, jo mer isobarisk forbrenning kan beholdes: konvensjonelt aksepteres tilnærmingen til dieselsyklusen under2 Hz (120 omdreininger per minutt), dvs. hovedsakelig i det marine miljøet (både i firetakts- og totaktsversjonen). Raske dieselmotorer for bilindustrien er over40 Hz (dvs. karakterisert ved en kjørehastighet på over 2400 rpm); i dette tilfellet bør den ideelle syklusen vurderes av Sabathé-typen.

Termisk effektivitet

Varmen går inn i syklusen i fase 2-4, og slippes ut i fase 5-1, derfor er den termiske effektiviteten :

${\ displaystyle \ eta = 1 - {\ frac {{\ prikk {Q}} _ {5 \ høyrepil 1}} {{\ prikk {Q}} _ {2 \ høyrepil 3} + {\ prikk {Q}} _ {3 \ høyrepil 4}}}}$ .

Tilnærming av arbeidsfluidet til en ekte gass med konstant massestrøm og kjemisk sammensetning [1] :

${\ displaystyle \ eta = 1 - {\ frac {c_ {v} (T_ {5} -T_ {1})} {c_ {v} (T_ {3} -T_ {2}) + c_ {p} ( T_ {4} -T_ {3})}} = 1 - {\ frac {{\ frac {T_ {5}} {T_ {1}}} - 1} {{\ frac {T_ {3}} {T_ {1}}} - {\ frac {T_ {2}} {T_ {1}}} + \ gamma ({\ frac {T_ {4}} {T_ {1}}} - {\ frac {T_ {3 }} {T_ {1}}})}}}$ , hvor γ er den isentropiske dilatabiliteten .

Siden transformasjonen 1-2 er isentropisk (dvs. ) har vi: ${\ displaystyle T_ {1} \ rho _ {1} ^ {1- \ gamma} = T_ {2} \ rho _ {2} ^ {1- \ gamma}}$

${\ displaystyle {\ frac {T_ {2}} {T_ {1}}} = \ venstre ({\ frac {\ rho _ {1}} {\ rho _ {2}}} \ høyre) ^ {1- \ gamma} = \ rho _ {1} ^ {* 1- \ gamma}}$ , hvor ρ * er det volumetriske forholdet .

På den annen side, for den 2-3 isokoriske transformasjonen :

${\ displaystyle {\ frac {T_ {3}} {T_ {2}}} = \ venstre ({\ frac {p_ {3}} {p_ {2}}} \ høyre) = p_ {2} ^ {* }}$ , hvor p * er det manometriske forholdet .

For 3-4 isobar transformasjon:

${\ displaystyle {\ frac {T_ {3}} {T_ {4}}} = \ venstre ({\ frac {\ rho _ {3}} {\ rho _ {4}}} \ høyre) = \ rho _ {3} ^ {*}}$ .

For den 4-5 isentropiske transformasjonen har vi:

${\ displaystyle {\ frac {T_ {5}} {T_ {4}}} = \ venstre ({\ frac {\ rho _ {4}} {\ rho _ {5}}} \ høyre) ^ {1- \ gamma} = \ venstre ({\ frac {\ rho _ {3} ^ {*}} {\ rho _ {1} ^ {*}}} \ høyre) ^ {1- \ gamma}}$ ;

og til slutt for transformasjonen 5-1, tilbake til de opprinnelige betingelsene, har vi:

${\ displaystyle {\ frac {T_ {5}} {T_ {1}}} = {\ frac {T_ {2}} {T_ {1}}} {\ frac {T_ {3}} {T_ {2} }} {\ frac {T_ {4}} {T_ {3}}} {\ frac {T_ {5}} {T_ {4}}} = \ rho _ {1} ^ {* 1- \ gamma} p_ {2} ^ {*} \ rho _ {3} ^ {*} \ venstre ({\ frac {\ rho _ {3} ^ {*}} {\ rho _ {1} ^ {*}}} \ høyre ) ^ {1- \ gamma} = p_ {2} ^ {*} \ rho _ {3} ^ {* \ gamma}}$ ,

derfor får vi at syklusen har to frihetsgrader når væsken og effektiviteten er valgt:

${\ displaystyle \ eta _ {(\ rho _ {1} ^ {*}, p_ {2} ^ {*}, \ rho _ {3} ^ {*})} = 1 - {\ frac {1-p_ {2} ^ {*} \ rho _ {3} ^ {* \ gamma}} {\ rho _ {1} ^ {* \ gamma -1} -p_ {2} ^ {*} \ rho _ {3} ^ {* \ gamma -1} + \ gamma \ rho _ {1} ^ {* \ gamma -1} p_ {2} ^ {*} (1- \ rho _ {3} ^ {*})}}}$ .

Merknader

^ Ignorerer henholdsvis drivstoffinjeksjonen og sammensetningsendringen som oppstår på grunn av forbrenning

Relaterte elementer

Eksterne lenker

motóre (teknikk) , i Sapere.it , De Agostini .
Universitetet i Bologna DIEM ( PDF ), på diem.ing.unibo.it .