Refineria
Port Arthur Texas

Cicles teòrics i cicles reals

Cicles teòrics dels motors endotèrmics

Per als cicles teòrics, les aproximacions comunament emprades en ordre de aproximacióna les condicions reals són tres:

  • cicle real
  • cicle d'aire
  • cicle aire-combustible.

A aquests cicles teòrics es comparen a la pràctica els cicles reals, que s'obtenen experimentalment per mitjà dels indicadors, per aquesta raó, el cicle real es diu també cicle indicat.

Encara que els cicles teòrics no corresponen als cicles reals, constitueixen una útil referència per a l'estudi termodinàmic dels motors de combustió interna, particularment per comprendre com influeixen sobre la seva utilització les condicions de funcionament i per comparar entre si diversos tipus de motors.

Suposicions dels cicles teòrics

En els cicles ideals se suposa que el fluid operant està constituït per aire i que aquest es comporta com un gas perfecte. Per això, els valors de les calors específiques es consideren constants i iguals al de l'aire a les condicions tipus 15 º de temperatura i 1 atmosfera de pressió:

Cp = 0241 Ca / kg º C;
Cv = 0.172 Ca / kg º C;

On resulta:

Suposem, a més, que les fases d'introducció i sostracció de calor tenen una durada ben determinada, depenent del tipus de cicle (Otto, Diesel, Sabathé), i que en les altres fases no hi ha pé ; rdues de calor.

És natural, que, amb aquestes hipòtesis, els valors màxims de temperatura i pressió, així com, en conseqüència, el treball i el rendiment tèrmic calculats per al cicle ideal, siguin més elevats que els corresponents als altres tipus de cicles.

El cicle ideal representa, per tant, el límit màxim que teòricament pot arribar al motor i permet un fàcil estudi matemàtic basat en les lleis dels gasos perfectes. A ell ens referim en emprar al llarg d'aquest tractat, l'expressió "cicle teòric".

Cicle d'aire

En el cicle d'aire, el fluid operant és també aire, però se suposa que les calors específiques són variables al llarg de la gamma de temperatures en què s'opera.

Les condicions de introducció i sostracció de la calor són iguals a les del cicle ideal i tampoc hi ha pèrdues de calor. Com el càlcul de les calors específiques mitjans és complicat, s'usen taules que donen directament els valors de la calor i el treball, en termes d'energia interna i entalpia per als diversos punts de les transformacions isentrópicas l'aire. Tenint en compte la variacions de les calors específiques, s'obtenen, per la temperatures i pressions màximes, valors inferiors als calculats per al cicle ideal, per tant, el treball i el rendiment tèrmic així mateix més baixos , però, així i tot, són encara més grans que els corresponents a un cicle real.

El cicle aire-combustible és, entre tots els que en general es calculen, el més proper al cicle real. En el motor d'encesa per espurna, el fluid està compost, durant la fase d'aspiració, per la barreja i els gasos residuals de la combustió anterior, en el motor d'encesa per compressió està format per aire i els gasos residuals. Després de la combustió, el fluid està constituït per productes de la mateixa, això és, una barreja de CO2, CO, H2O, N2. Aquests gasos tenen una calor específica mitjà encara més alt que el de l'aire, però a més, es compta amb un increment posterior de les calors específiques, a causa de l'disociacióno descomposició química ; mica de les molècules més lleugeres sotmeses a l'acció d'altes temperatures. L'augment de les calors específiques, així com la dissociació que, per ser reacció endotèrmica, absorbeix una part de la calor de la combustió, produeixen un posterior descens de la temperatura i la presió ; n màxima en comparació amb les calculades per al cicle d'aire.

Per al càlcul del cicle aire-combustible es recorre a taules que contenen dades obtingudes experimentalment. Fins i tot per a aquest cicle s'admet no només que la calor és introduït i sostret de manera instantània, com en el cicle ideal, sinó que no es produeixen pèrdues de calor.

Cicle real dels motors endotèrmics

El cicle real s'obté experimentalment, com ja hem indicat, per mitjà de diversos aparells indicadors, capaços de registrar el diagrama de pressions en funció dels volums, en un cilindre motor en funcionament. El diagrama indicada reflecteix les condicions reals del cicle i, per tant, té en compte també-a més de les variacions ja enunciades pel cicle aire i per al d'aire-combustible en la comparació de cicles ideals- les pèrdues de calor, la durada de combustió, les pèrdues causades pel fregament del fluid, la durada del temps d'obertura de les vàlvules, el temps d'encesa, així com de inyeccióny les pèrdues de la fuita.

valoración: 2.9 - votos 14

Última revisió: 1 de febrer de 2016