Κύκλος ντίζελ | τα σημαντικά χαρακτηριστικά του με επιλυμένα προβλήματα και 5+ συχνές ερωτήσεις

Βασικά χαρακτηριστικά:

Περιεχόμενο:

Κύκλος ντίζελ

Ο κινητήρας Diesel δημιουργήθηκε από το Ρούντολφ Ντίζελ το 1892, και ήταν κάπως τροποποίηση του κινητήρα SI με την εξάλειψη του μπουζί και την εισαγωγή μπεκ ψεκασμού καυσίμου. Η ιδέα ήταν να ξεπεραστεί το πρόβλημα σχετικά με τη συμπίεση μείγματος αέρα-καυσίμου και να την αντικατασταθεί με απλή συμπίεση αέρα και τροφοδοσία καυσίμου σε αέρα υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας για τη διαδικασία καύσης.

Ορισμός κύκλου ντίζελ

Ο κύκλος ντίζελ ή ο κύκλος ντίζελ Ideal είναι ο κύκλος παραγωγής ενέργειας που παράγει τον πελαργό σε σταθερή πίεση. Χρησιμοποιείται σε παλινδρομικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης με καύσιμο ως Diesel.

Κύκλος καύσης ντίζελ

Η απαιτούμενη είσοδος εργασίας στον κύκλο ντίζελ είναι για συμπίεση αέρα και η έξοδος εργασίας επιτυγχάνεται με την καύση καυσίμου που προκαλεί την κίνηση ισχύος. Η καύση θεωρείται ότι βρίσκεται σε σταθερή πίεση (ισοβαρική διαδικασία) με αποτέλεσμα την αύξηση του όγκου και της θερμοκρασίας.

Η διαδικασία ξεκινά με αναρρόφηση του ατμοσφαιρικού αέρα στον κύλινδρο, και στη συνέχεια πραγματοποιείται η διαδικασία συμπίεσης, με αποτέλεσμα την αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας του αέρα.

Στο τέλος αυτού του σταδίου, ο αέρας βρίσκεται σε υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση, λίγο πριν από το τέλος του σταδίου συμπίεσης, το καύσιμο προστίθεται μέσω του μπεκ ψεκασμού καυσίμου. καθώς το καύσιμο έρχεται σε επαφή με αυτόν τον αέρα υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης, αυτοαναφλέγεται και συμβαίνει το στάδιο καύσης.

Η καύση του εμπλουτισμού καυσίμου έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ισχύος, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τη διαδρομή ισχύος, δηλαδή, το έμβολο ωθείται προς τα πίσω με υψηλή, με αποτέλεσμα την παραγωγή εργασίας από το τελευταίο στάδιο, δηλαδή, πραγματοποιείται εξάντληση, για να εκτοξευθεί το καμένο αέριο ο κύλινδρος.

Και μετά, η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Για να έχουμε συνεχή έξοδο, πρέπει να κανονίσουμε τον αριθμό των κυλίνδρων και όχι μόνο έναν.

Διάγραμμα pv κύκλου ντίζελ | κύκλος ντίζελ ts | διάγραμμα κύκλου ντίζελ pv και ts | διάγραμμα κύκλου ντίζελ | διάγραμμα κύκλου ντίζελ

Κύκλος ντίζελ
PV daigram
TS daigram
TS daigram

Διαδικασίες:

1'- 1: αναρρόφηση ατμοσφαιρικού αέρα

Ο ατμοσφαιρικός αέρας απορροφάται στον κύλινδρο για να πραγματοποιήσει τη διαδικασία συμπίεσης. όταν το έμβολο ταξιδεύει προς τα κάτω προς το Bottom Dead Center.

Το σύστημα λειτουργεί ως ανοιχτό σύστημα.

1-2: Ισοτροπική αδιαβατική συμπίεση

Το έμβολο κινείται από το κάτω μέρος του κυλίνδρου (BDC) στην κορυφή του κυλίνδρου (TDC), συμπιέζοντας τον αέρα αδιαβατικά, διατηρώντας την εντροπία σταθερή. Δεν λαμβάνεται υπόψη αλληλεπίδραση θερμότητας με θερμότητα. Το σύστημα λειτουργεί ως κλειστό σύστημα.

2-3: Προσθήκη θερμότητας σταθερής πίεσης

λίγο πριν από το τέλος της διαδρομής συμπίεσης, το καύσιμο εγχύεται με τη βοήθεια πολλαπλής καυσίμου και αυτό το μείγμα καυσίμου με υψηλή θερμοκρασία και αέρα υψηλής πίεσης κάνει το καύσιμο να αυτοαναφλεχθεί (Σε αντίθεση με τον βενζινοκινητήρα, ο κινητήρας ντίζελ δεν έχει μπουζί για να βοηθήσει τη διαδικασία καύσης, έχει τοποθετηθεί μπεκ ψεκασμού για να εισαγάγει το καύσιμο) και απελευθερώνοντας τη θερμότητα σε μεγάλη ποσότητα, προκαλώντας τη δύναμη στην κεφαλή του εμβόλου που την κάνει να μετακινηθεί στο BDC. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται υπό σταθερή πίεση. (Η πραγματική διαδικασία δεν είναι δυνατή υπό σταθερή πίεση). Σε ένα σημείο λειτουργεί ως ανοιχτό σύστημα καθώς το καύσιμο εισέρχεται στο σύστημα.

3-4: Ισοτροπική αδιαβατική επέκταση

Το έμβολο κινείται από την κορυφή του κυλίνδρου (TDC) στο κάτω μέρος του κυλίνδρου (BDC) λόγω του αποτελέσματος δύναμης της καύσης. Και η επέκταση γίνεται με συνεχή εντροπία. Δεν λαμβάνεται υπόψη καμία θερμική αλληλεπίδραση.

Το σύστημα λειτουργεί ως κλειστό σύστημα.

4-1-4 ': Εξάτμιση καμένων αερίων

Το καμένο αέριο αφαιρείται από τη θύρα εξάτμισης για να ξεκινήσει τον επόμενο κύκλο. Το σύστημα ενεργεί ξανά ένα ανοιχτό σύστημα. υποθέτουμε ότι η διαδικασία εξάντλησης λαμβάνει χώρα σε σταθερό όγκο.

Ανάλυση κύκλου ντίζελ

1. Το έμβολο στον παλινδρομικό κινητήρα κινείται από το Top Dead Center στο Bottom Dead Center, προκαλώντας χαμηλή πίεση μέσα στον κύλινδρο. Σε αυτό το σημείο, η θύρα εισόδου αφήνεται ανοιχτή επιτρέποντας στον αέρα να εισέλθει φρέσκος ατμοσφαιρικός πλούσιος σε οξυγόνο αέρας στον κύλινδρο. Το παλινδρομικό σύστημα λειτουργεί ως ανοιχτό σύστημα κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, επιτρέποντας τη μάζα να εισέλθει στο σύστημα.

αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται σε σταθερή πίεση (1′-1)

Στο τέλος της αναρρόφησης, η θύρα είναι κλειστή και το σύστημα λειτουργεί ως κλειστό σύστημα.

2. Η ιδανική διαδικασία κύκλου ξεκινά όταν το έμβολο φτάσει στο Κέντρο Κάτω Νεκρού και αρχίζει να κινείται προς το Κορυφαίο κέντρο νεκρού.

Ο παλινδρομικός κινητήρας λειτουργεί ως κλειστό σύστημα. Ο αέρας μέσα στον κύλινδρο συμπιέζεται από το έμβολο. η συμπίεση είναι ισοτροπική-αδιαβατική συμπίεση. (Χωρίς παραγωγή εντροπίας και χωρίς θερμότητα). Ως αποτέλεσμα της συμπίεσης, ο αέρας φτάνει σε υψηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία.

Πριν το έμβολο φτάσει στην κορυφή του κυλίνδρου (TDC), το καύσιμο περνά μέσα από την πολλαπλή προς τον κύλινδρο.

Αυτό το εισαγόμενο καύσιμο είναι σε μορφή ψεκασμού. καθώς το καύσιμο έρχεται σε επαφή με το περιβάλλον υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας, γίνεται αυτοαναφλεγόμενο (Δεν χρειάζεται μπουζί), προκαλώντας απελευθέρωση ενέργειας (Η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια).

3. Η πραγματική παραγωγή ενέργειας λαμβάνει χώρα σε αυτήν τη διαδικασία. η υψηλή δύναμη παράγεται όταν λαμβάνει χώρα η καύση και αναγκάζει το έμβολο από το Top Dead Center στο Bottom Dead Center. Η διαδικασία επέκτασης λαμβάνει χώρα σε αυτό το σημείο.

Η δύναμη μεταδίδεται για τη λειτουργία του στροφαλοφόρου άξονα και την παραγωγή της μηχανικής ενέργειας από τη θερμική ενέργεια.

(Αυτό το εγκεφαλικό επεισόδιο είναι επίσης γνωστό ως power stroke, σε τετράχρονο κινητήρα παίρνουμε ένα power stroke για κάθε δύο περιστροφή ενώ σε δίχρονο έχουμε power power stroke για κάθε περιστροφή.)

4. Το καμένο αέριο (κατάλοιπο) πρέπει να αφεθεί έξω από τον κύλινδρο, επομένως η εργασία γίνεται με έμβολο από
μετάβαση από BDC σε TDC

Και ο ένας κύκλος έχει ολοκληρωθεί.

(Εάν ο παλινδρομικός κινητήρας είναι τετράχρονος, κάθε λειτουργία πραγματοποιείται ξεχωριστά, ενώ για δύο στάσεις δύο λειτουργίες εκτελούνται ταυτόχρονα.)

Παραγωγή κύκλου ντίζελ | τύπος κύκλου ντίζελ

Απορρίφθηκε η θερμότητα:

θερμότητα \ απορρίφθηκε. \ Q_ {2} = \ Q_ {4-1} = \ m \ Cv \ (T_4-T_1)

Έξοδος εργασίας:

W_ {net} = Q_ {net} = Q_1-Q_2

W_ {net} = Q_ {2-3} -Q_ {4-1}

W_ {net} = m \ Cp \ (T_3-T_2) -m \ Cv \ (T_4-T_1)

Αναλογία συμπίεσης

r_ {k} = \ \ frac {V_1} {V_2} = \ \ frac {v_1} {v_2}

Αναλογία επέκτασης

r_ {e} = \ \ frac {V_4} {V_3} = \ \ frac {v_4} {v_3}

Αναλογία αποκοπής:

r_ {c} = \ \ frac {V_3} {V_2} = \ \ frac {v_3} {v_2}

μπορούμε να συσχετίσουμε την παραπάνω εξίσωση με τη μορφή όπως παρακάτω:

Το σιτηρέσιο συμπίεσης μπορεί να οριστεί ως προϊόν της αναλογίας επέκτασης και του λόγου αποκοπής.

r_ {k} = \ r_e \ φορές r_c

Ας δούμε την παραγωγή κάθε μεμονωμένης διαδικασίας:

Διαδικασία 3-4:

\ frac {T_4} {T_3} = \ \ αριστερά (\ frac {v_3} {v_4} \ δεξιά) ^ {\ gamma -1} = \ frac {1} {{r_e} ^ {\ gamma -1}}

T_4 = \ T_3 \. \ \ Frac {{r_c} ^ {\ gamma -1}} {{r_k} ^ {\ gamma -1}}

Διαδικασία 2-3:

\ frac {T_2} {T_3} = \ \ frac {p_2 v_2} {p_3v_ {3}} = \ \ frac {v_2} {v_3} = \ \ frac {1} {r_c}

T_2 = \ T_3 \. \ \ Frac {1} {r_c}

Διαδικασία 1-2:

\ frac {T_1} {T_2} = \ \ αριστερά (\ frac {v_2} {v_1} \ δεξιά) ^ {\ gamma -1} = \ frac {1} {{r_k} ^ {\ gamma -1}}

T_1 = T_2 \. \ \ Frac {1} {{r_k} ^ {\ gamma -1}} = \ \ frac {T_3} {r_c} \. \ \ Frac {1} {{r_k} ^ {\ gamma - 1}}

θα χρησιμοποιήσουμε περαιτέρω αυτές τις τιμές θερμοκρασίας για να λάβουμε εξίσωση απόδοσης.

Η αποτελεσματικότητα της παραγωγής κύκλου ντίζελ | απόδοση κύκλου ντίζελ | παράδοση απόδοσης κύκλου ντίζελ | απόδοση αέρα του κύκλου ντίζελ | τύπος απόδοσης κύκλου ντίζελ | παραγωγή αποδοτικότητας κύκλου ντίζελ | θερμική απόδοση του κύκλου ντίζελ

Αποδοτικότητα

Απόδοση = \ \ frac {Work \ output} {Work \ input}

\ eta = \ \ frac {W_ {net}} {Q_ {in}}

\ eta = \ \ frac {Q_1-Q_2} {Q_ {1}}

\ eta = \ 1- \ frac {Q_2} {Q_ {1}}

\ eta = \ 1- \ frac {m \ Cv \ (T_4-T_1))} {m \ Cp \ (T_3-T_2)}

\ eta = \ 1- \ frac {T_4-T_1} {\ gamma \ (T_3-T_2)}

Αντικαθιστώντας το Τ1,T2,T3 σε eff enq

\ eta = \ 1 \ - \ \ frac {T_3. \ frac {{r_c} ^ {\ gamma -1}} {{r_k} ^ {\ gamma -1}}. \ frac {T_3} {r_c} \ frac {1} {{r_k} ^ {\ gamma -1}}} {\ gamma \ αριστερά (T_3-T_3 \. \ Frac {1} {r_c} \ δεξιά)}

\ eta _ {Diesel} = \ 1- \ \ frac {1} {\ gamma} \. \ \ frac {1} {{r_k} ^ {\ gamma -1}} \. \ \ frac {{r_c} ^ {\ gamma} -1} {{r_c} -1}

Λόγος συμπίεσης του κύκλου ντίζελ

Ο λόγος συμπίεσης του κύκλου ντίζελ είναι ο λόγος του μέγιστου διαθέσιμου όγκου στον κύλινδρο όταν το έμβολο βρίσκεται στο Bottom Dead Center- (BDC) προς τον ελάχιστο διαθέσιμο όγκο όταν το έμβολο είναι στο TDC

Συμπίεση \ ratio = \ frac {Total \ volume} {clearance \ volume}

r_ {k} = \ \ frac {V_1} {V_2} = \ \ frac {v_1} {v_2}

Μέση αποτελεσματική φόρμουλα πίεσης για τον κύκλο ντίζελ

Η μέση αποτελεσματική πίεση είναι ο λόγος του δικτύου προς τον όγκο σάρωσης

MEP = \ frac {καθαρή εργασία-έξοδος} {Swept \ volume}

MEP = \ frac {m \ Cp \ (T_3-T_2) -m \ Cv \ (T_4-T_1)} {v_1-v_2}

Αναλογία αποκοπής στον κύκλο ντίζελ

Ο λόγος αποκοπής στον κύκλο ντίζελ ορίζεται ως ο λόγος όγκου μετά την καύση προς τον όγκο πριν από την καύση.

Cut-off \ ratio = \ frac {Compression \ ratio} {Επέκταση \ ratio}

r_ {c} = \ \ frac {V_3} {V_2} = \ \ frac {v_3} {v_2}

Κύκλος ημι-ντίζελ

Ο κύκλος ημι-ντίζελ, επίσης γνωστός ως διπλός κύκλος, είναι ο συνδυασμός κύκλων otto και diesel.

Σε αυτόν τον ημι diesel / διπλό κύκλο η θερμότητα προστίθεται τόσο σε σταθερό όγκο όσο και σε σταθερές πιέσεις.

(υπάρχει απλή τροποποίηση μόνο, το μέρος της θερμότητας που προστίθεται είναι κάτω από τον σταθερό όγκο και ένα υπόλοιπο μέρος της θερμότητας προστίθεται σε σταθερή πίεση)

PV διάγραμμα

επεξεργάζομαι, διαδικασία:

Διάγραμμα TS

1-2: Ισοτροπική αδιαβατική συμπίεση:

Ο αέρας συμπιέζεται αδιαβατικά, διατηρεί την εντροπία σταθερή και χωρίς θερμική αλληλεπίδραση.

2-3: Σταθερός όγκος προσθήκη θερμότητας:

λίγο πριν το τέλος της διαδρομής συμπίεσης, δηλαδή το έμβολο φτάσει στον TDC του κυλίνδρου, το καύσιμο είναι
προστέθηκε και η καύση λαμβάνει χώρα σε μια ισοχορική κατάσταση, (σταθερός όγκος).

3-4: Σταθερή πίεση Προσθήκη θερμότητας

Ένα μέρος της καύσης μεταφέρεται επίσης σε σταθερή πίεση. και με αυτήν την προσθήκη θερμότητας ολοκληρώθηκε.

4-5: Ισοτροπική αδιαβατική επέκταση

Τώρα, καθώς παράγεται το υψηλό ποσό δύναμης, ωθεί το έμβολο τώρα και προκαλεί το χτύπημα ισχύος.

Η έξοδος εργασίας επιτυγχάνεται σε αυτό το σημείο.

5-6: Σταθερός όγκος Απόρριψη θερμότητας

Στο τέλος, το καμένο αέριο αφήνεται έξω από το σύστημα για να αντικαταστήσει την παροχή αέρα και να πραγματοποιήσει τον επόμενο κύκλο.

Ντίζελ δύο κύκλων

Ένας δίτροχος κινητήρας ντίζελ, επίσης γνωστός ως δίχρονος κινητήρας ντίζελ, λειτουργεί παρόμοιος με έναν τετράχρονο κινητήρα ντίζελ. Αλλά δίνει ισχύ για κάθε επανάσταση, ενώ ένας τετράχρονος κινητήρας δίνει ισχύ για δύο περιστροφές.

Υπάρχει μια θύρα μεταφοράς εντός του κυλίνδρου για να εκτελεί δύο εργασίες ταυτόχρονα.

Όταν λαμβάνει χώρα η συμπίεση, γίνεται και η αναρρόφηση.

Και όταν πραγματοποιείται επέκταση, πραγματοποιείται είσοδος αέρα πλούσιου σε οξυγόνο, αφήνοντας τα καυσαέρια να κάψουν το αέριο

ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ.

Διαφορά μεταξύ κύκλου ντίζελ και otto | κύκλος ντίζελ έναντι otto

παράμετροιΚύκλος ντίζελΚύκλος Otto
ΚαθορίζωΟ κύκλος ντίζελ ή ο κύκλος ντίζελ Ideal είναι ο κύκλος παραγωγής ενέργειας όπου η προσθήκη θερμότητας πραγματοποιείται σε σταθερή πίεση.Ο κύκλος Otto είναι επίσης ο ιδανικός κύκλος παραγωγής ενέργειας, όπου η προσθήκη θερμότητας λαμβάνει χώρα σε ισοχορική κατάσταση (σταθερός όγκος.)
Διάγραμμα TS
ΔιαδικασίαΔύο ισοτροπικά (1-2 & 3-4)
Μία ισοβαρική προσθήκη θερμότητας (2-3)
Μία ισοχορική απόρριψη θερμότητας (4-1)
Δύο ισοτροπικά (1-2 & 3-4)
μία ισοχορική προσθήκη θερμότητας (2-3)
μία ισοχορική απόρριψη θερμότητας (4-1)
Αναλογία συμπίεσηςΗ απόδοση του κύκλου ντίζελ είναι περισσότερο σε σύγκριση με τον κύκλο Otto ..Η απόδοση του κύκλου ντίζελ είναι μικρότερη σε σύγκριση με τον κύκλο Otto.
Ίδια αναλογία συμπίεσηςΗ απόδοση του κύκλου ντίζελ είναι μικρότερη σε σύγκριση με τον κύκλο Otto.Η αποδοτικότητα του κύκλου ντίζελ είναι περισσότερο σε σύγκριση με τον κύκλο Otto.
Ίδια μέγιστη πίεσηΗ απόδοση του κύκλου ντίζελ είναι μικρότερη σε σύγκριση με τον κύκλο Otto.Η αποδοτικότητα του κύκλου ντίζελ είναι περισσότερο σε σύγκριση με τον κύκλο Otto.
ΕφαρμογήΟ κύκλος ντίζελ χρησιμοποιείται για κινητήρα Diesel / ICΟ κύκλος Otto χρησιμοποιείται για τον κινητήρα Petrol / SI

διαφορά μεταξύ κύκλου ντίζελ otto και διπλού κύκλου

παράμετροιΚύκλος ντίζελΚύκλος OttoΜικτό κύκλωμα
ΚαθορίζωΟ κύκλος ντίζελ ή ο κύκλος ντίζελ Ideal είναι ο κύκλος παραγωγής ενέργειας όπου η προσθήκη θερμότητας πραγματοποιείται σε σταθερή πίεση.Ο κύκλος Otto είναι επίσης ο ιδανικός κύκλος παραγωγής ενέργειας, όπου η προσθήκη θερμότητας λαμβάνει χώρα σε ισοχορική κατάσταση (σταθερός όγκος.)Ο κύκλος διπλού ή ημι-ντίζελ είναι ένας συνδυασμός των κύκλων Otto και diesel. Σε αυτόν τον κύκλο, η θερμότητα προστίθεται τόσο σε ισοχορική κατάσταση (σταθερός όγκος) όσο και σε ισοβαρική κατάσταση (σταθερές πίεση.)
Διάγραμμα TS
ΔιαδικασίαΔύο ισοτροπικά (1-2 & 3-4)
Μία ισοβαρική προσθήκη θερμότητας (2-3)
Μία ισοχορική απόρριψη θερμότητας (4-1)
Δύο ισεντροπικές (1-2 & 3-4) μία ισοχορική προσθήκη θερμότητας (2-3)
μία ισοχορική απόρριψη θερμότητας (4-1)
Δύο ισοτροπικά (1-2 & 4-5)
Μία ισοχορική προσθήκη θερμότητας (2-3)
Μία ισοβαρική προσθήκη θερμότητας (3-4)
Μία ισοχορική απόρριψη θερμότητας (4-1)
Αναλογία συμπίεσηςΟ λόγος συμπίεσης είναι 15-20Ο λόγος συμπίεσης είναι 8-10Ο λόγος συμπίεσης είναι 14
Ίδια αναλογία συμπίεσηςΗ απόδοση του κύκλου ντίζελ μοιάζει περισσότερο με τον κύκλο Otto.Η απόδοση του κύκλου ντίζελ είναι μικρότερη σε σύγκριση με τον κύκλο Otto.Η αποτελεσματικότητα είναι μεταξύ
και οι δύο κύκλοι (π.χ. Otto και
Ντίζελ)
Ίδια μέγιστη πίεσηΗ απόδοση του κύκλου ντίζελ είναι μικρότερη σε σύγκριση με τον κύκλο Otto.Η απόδοση του κύκλου ντίζελ μοιάζει περισσότερο με τον κύκλο Otto.Η αποτελεσματικότητα είναι μεταξύ
και οι δύο κύκλοι (π.χ. Otto και
Ντίζελ)
ΕφαρμογήΟ κύκλος ντίζελ χρησιμοποιείται για κινητήρα Diesel / ICΟ κύκλος Otto χρησιμοποιείται για τον κινητήρα Petrol / SIΟ διπλός κύκλος χρησιμοποιείται για κινητήρα IC.

Εφαρμογή του κύκλου ντίζελ

Κινητήρες εσωτερικής καύσης ντίζελ:

  • Κινητήρες αυτοκινήτων
  • Πλοία και θαλάσσιες εφαρμογές
  • Οχήματα μεταφοράς.
  • μηχανήματα που χρησιμοποιούνται για τη γεωργία
  • εξοπλισμός και μηχανήματα κατασκευής
  • στρατιωτική και άμυνα
  • HVAC
  • Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

Πλεονεκτήματα του κινητήρα ντίζελ

Οι νέες προηγμένες έχουν καταστήσει την απόδοση του κινητήρα ντίζελ αρκετά καλή, είναι λιγότερο θορυβώδης και έχει χαμηλό κόστος συντήρησης.

Ο κινητήρας ντίζελ είναι αξιόπιστος και στιβαρός.

Δεν χρειάζεται μπουζί, το καύσιμο που χρησιμοποιείται είναι αυτοαναφλεγόμενο.

Το κόστος των καυσίμων είναι επίσης χαμηλό σε σύγκριση με τη βενζίνη.

προβλήματα δείγματος κύκλου ντίζελ | παράδειγμα κύκλου ντίζελ | προβλήματα παραδείγματος κύκλου ντίζελ

Q1. Με αναλογία συμπίεσης 14 και αποκοπή στο 6% ποια θα είναι η απόδοση του κύκλου ντίζελ;

Απ =

r_k = \ frac {v_1} {v_2} = 14

v_3-v_2=0.06(v_1-v_2)

v_3-v_2=0.06(14v_2-v_2)

v_3-v_2 = 0.78v_2

v_3 = 1.78v_2

Αναλογία διακοπής, r_c = \ frac {v_3} {v_2} = 1.78

\ eta _ {Diesel} = \ 1- \ \ frac {1} {\ gamma} \. \ \ frac {1} {{r_k} ^ {\ gamma -1}} \. \ \ frac {{r_c} ^ {\ gamma} -1} {{r_c} -1}

\ eta _ {Diesel} = \ 1- \ \ frac {1} {1.4} \. \ \ frac {1} {{14} ^ {\ 1.4 -1}} \. \ \ frac {{1.78} ^ { 1.4} -1} {{1.78} -1}

\eta _{Diesel}=\ 1-0.248.\frac{1.24}{0.78}=0.605

\ eta _ {Diesel} = 60.5%

Ε2. Τυπικός κύκλος ντίζελ με αναλογία συμπίεσης 16, Η θερμότητα προστίθεται σε σταθερή πίεση 0.1 MPa. Η συμπίεση ξεκινά στους 15 βαθμούς Κελσίου και φτάνει τους 1480 βαθμούς Κελσίου στο τέλος της καύσης.

Βρείτε τα ακόλουθα:

1. Αναλογία αποκοπής

2. Προστέθηκε θερμότητα / kg αέρα

3. Αποδοτικότητα

4. Ευρωβουλευτής

Απ =

r_k = \ frac {v_1} {v_2} = 16

T1= 273 + 15 = 288 χιλ


p1= 0.1 MPa = 100 KN / m2


T3 = 1480 + 273 = 1735 χιλ

\ frac {T_2} {T_1} = \ αριστερά (\ frac {v_1} {v_2} \ δεξιά) ^ {\ gamma -1} = (16) ^ {0.4} = 3.03

T_2 = 288 \ φορές 3.03 = 873K

\frac{p_2v_2}{T_2}=\frac{p_3v_3}{T_3}

(α) Αναλογία αποκοπής:
r_c=\frac{v_3}{v_2}=\frac{T_3}{T_2}=\frac{1753}{273}=2.01

(β) Παρεχόμενη θερμότητα:
Q_1 = Cp \ (T_3-T_2)

Q_1 = 1.005 \ (1753-873)

Q_1 = 884.4 kJ / kg

\ frac {T_3} {T_4} = \ αριστερά (\ frac {v_4} {v_3} \ δεξιά) ^ {\ gamma -1} = \ αριστερά (\ frac {v_1} {v_2} \ φορές \ frac {v_2} { v_3} \ δεξιά) ^ {\ gamma -1} = \ αριστερά (\ frac {16} {2.01} \ δεξιά) ^ {0.4} = 2.29

T_4 = \ frac {1753} {2.29} = 766 \ Κ

θερμότητα,

Q_2 = Cv \ (T_4-T_1)

Q_2=0.718\ (766-288)=343.2kJ/kg

(γ) Απόδοση κύκλου = 1- \ frac {Q_2} {Q_1}

\eta =1-\frac{343.2}{884.4}=0.612=61.2%

Επίσης μπορεί να προσδιοριστεί από:

\ eta _ {Diesel} = \ 1- \ \ frac {1} {\ gamma} \. \ \ frac {1} {{r_k} ^ {\ gamma -1}} \. \ \ frac {{r_c} ^ {\ gamma} -1} {{r_c} -1}

\ eta _ {Diesel} = \ 1- \ \ frac {1} {1.4} \. \ \ frac {1} {{16} ^ {1.4 -1}} \. \ \ frac {{2.01} ^ {1.4 } -1} {{2.01} -1}

\eta _{Diesel}=1-\frac{1}{1.4}.\frac{1}{3.03}.1.64

\ eta _ {Diesel} = 0.612 = 61.2%

W_ {net} = Q_1 \ φορές \ eta _ {κύκλο}

W_ {net} = 884.4 \ φορές 0.612 \ φορές = 541.3 kJ / kg

v_1=\frac{RT_1}{p_1}=\frac{0.287\times 288}{100}=0.827m^{3}/kg

v_2=\frac{0.827}{16}=0.052\ m^3/kg

\therefore\ v_1-v_2=0.827-0.052=0.775\ m^3/kg

(δ) μέση αποτελεσματική πίεση (MEP):

MEP=\frac{W_{net}}{v_1-v_2}=\frac{541.3}{0.775}=698.45 kPa

FAQs

Απόδοση κύκλου Otto έναντι κύκλου ντίζελ

Στην ίδια αναλογία συμπίεσης: η απόδοση του κύκλου ντίζελ είναι περισσότερο σε σύγκριση με τον κύκλο Otto.
Στην ίδια μέγιστη πίεση: η απόδοση του κύκλου ντίζελ είναι λιγότερο περισσότερο σε σύγκριση με τον κύκλο Otto

Διάγραμμα κύκλου ντίζελ

1'- 1: αναρρόφηση ατμοσφαιρικού αέρα

1-2: Αδιαβατική συμπίεση

2-3: Προσθήκη θερμότητας σταθερής πίεσης (έγχυση καυσίμου & καύση)

3-4: Αδιαβατική επέκταση

4-1-4 ': Εξάτμιση καμένων αερίων

Όταν η απόδοση του κύκλου ντίζελ πλησιάζει την απόδοση του κύκλου Otto

Η απόδοση του κύκλου ντίζελ πλησιάζει την απόδοση του κύκλου Otto όταν ο λόγος αποκοπής πλησιάζει το μηδέν.

Γιατί οι κινητήρες που χρησιμοποιούν τον κύκλο Diesel μπορούν να παράγουν περισσότερη ροπή από τους κινητήρες που χρησιμοποιούν τον κύκλο Otto

Ο κινητήρας ντίζελ έχει μεγαλύτερη αναλογία συμπίεσης από τον κινητήρα κύκλου Otto.

Η καύση στον κύκλο ντίζελ λαμβάνει χώρα στο TDC στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης και προκαλεί την κίνηση του εμβόλου προς τα κάτω. Ενώ στον κύκλο Otto, η καύση του κινητήρα πραγματοποιείται όταν το έμβολο κινείται ελαφρώς προς το BDC και συμβάλλει στην απόκτηση ταχύτητας.

Το πετρέλαιο ντίζελ είναι πιο πυκνό από τη βενζίνη (χρησιμοποιείται στον κύκλο Otto), η οποία παράγει περισσότερη ενέργεια από την άποψη της ισχύος.

Επίσης, ο παράγοντας μεγέθους έχει σημασία. το μήκος διαδρομής και η διάμετρος Bore του κινητήρα Diesel είναι μεγαλύτερη από τον κινητήρα Otto cycle.

Γιατί δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί βενζίνη σε έναν κύκλο diesel.

Η αστάθεια της βενζίνης είναι πολύ υψηλότερη από το Diesel. ακόμη και πριν από την ολοκλήρωση της διαδρομής συμπίεσης, η υψηλή πίεση θα εξατμιστεί το καύσιμο.

Ως εκ τούτου, η βενζίνη θα αναφλεγεί στην ανεξέλεγκτη ύλη, προκαλώντας την έκρηξη και την αποτυχία.

Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα ζημιά στον κύλινδρο, επομένως δεν πρέπει ποτέ να ξεκινήσετε τον κινητήρα εάν συμβεί τέτοια επίπτωση. Συνιστάται να επικοινωνήσετε με τον ενδιαφερόμενο για να αφαιρέσετε τη βενζίνη από τον κινητήρα.

Γιατί ο κύκλος ντίζελ εφαρμόζεται μόνο σε μεγάλους κινητήρες χαμηλής ταχύτητας

Ο κύκλος ντίζελ χρησιμοποιεί καύσιμο που είναι πιο παχύρρευστο και η ισχύς από την άποψη των ροπών είναι περισσότερο.

όταν χρειαζόμαστε εφαρμογή υψηλού φορτίου, δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε βενζινοκινητήρα, καθώς η απόδοση θα είναι μικρότερη για την κατάσταση φόρτωσης και θα χρησιμοποιήσουμε περισσότερο καύσιμο.

Ως εκ τούτου, ο πετρελαιοκινητήρας θα είναι επωφελής εδώ, όπου η παραγωγή ισχύος είναι πιο χαμηλή.

για περισσότερα άρθρα σχετικά με Μηχανολόγων Μηχανικών επισκεφθείτε μας .

Σχετικά με τον Akash Yadav

Είμαι ο Akash Yadav, επιδιώκοντας το μεταπτυχιακό μου στη θερμική μηχανική. Έχω ολοκληρώσει το μεταπτυχιακό μου δίπλωμα στη σχεδίαση και ανάλυση προϊόντων. Υποβλήθηκε σε εκπαίδευση για προηγμένη δυναμική υπολογιστικής ρευστότητας και σχεδιασμό βάσει μοντέλου. Πρακτικό τεχνικό λογισμικό όπως Auto CAD, CATIA, Cero παραμετρικά, στερεά έργα, Ansys Workbench, Star CCM+, Scilab. Οι θεματικοί μου τομείς: Θερμοδυναμική, Μηχανική ρευστών, Μεταφορά θερμότητας, rigeύξη.
Μου αρέσει να μαθαίνω νέες δεξιότητες, να αναλαμβάνω προκλήσεις, να διδάσκω και να είμαι χρήσιμος σε κάθε δυνατό επίπεδο. Στον ελεύθερο χρόνο μου, μου αρέσει να γράφω, να διδάσκω, να ταξιδεύω και να μαγειρεύω.
Χαίρομαι που είμαι μέλος της οικογένειας Lambdageeks.
Ανυπομονώ να σας συνδέσω μέσω του LinkedIn-http://www.linkedin.com/in/akash-yadav-382008181

Lambda Geeks