Refineria
Port Arthur Texas

Cicle mixt de Sabathé

Les condicions reals de funcionament dels motors dièsel difereixen notablement de les que es troben representades en els cicles ideals Otto i Diesel. Per als motors dièsel, el procés de combustió s'aproxima a una transformacióna pressió constant només en el cas de motors excepcionalment grans i lents.

El diagrama real mostra que, en condicions normals, la combustió es porta a terme, en els motors dièsel, segons un procés que s'aproxima a la combustió d'una transformacióna volum constant i una altra a presió n constant.

Es pot afirmar que, en la pràctica, els cicles Otto i dièsel s'aproximen molt en la forma, fins al punt de poder-los considerar com un cas particular del cicle mixt, en el qual, part de la combustió es verifica a volum constant, i part, a pressió constant. Aquest cicle teòric està representat a la figura 28 i es coneix amb el nom de cicle mixt de Sabathé.

En aquest cicle, després de la fase de compressió adiabàtica 1-2, sobrevé, com en el cicle Otto, una fase de combustiona volum constant 2-3, durant la qual s'introdueix la quantitat de calor Q1 'i després, com en el cicle Dièsel, una fase de 3-4 de combustiona pressió constant, en el decurs s'introdueix la quantitat de calor Q1''.

Segueixen després dues fases successives, a saber: un, d'expansió adiabàtica 4-5, i una altra, de sostracció, a volum constant 5-1, de la quantitat de calor Q2.

Per tant, la quantitat total de calor introduïda val:

Q1 = Q1 '+ Q1''

Recordant el que s'ha exposat, a propòsit dels cicles Otto i dièsel, podem escriure:

Q1 '= Cv (T3-T2)

Q1'' = Cp (T4-T3)

Q2 = Cv (T5-T1)

D'aquesta manera, el rendiment tèrmic ideal del cicle Sabathé teòric val:

He = (calor subministrada - calor sostret) / calor subministrat

Per a la transformació 2-3 de combustiona volum constant tenim:

 

 

I per a la transformació 3-4 de combustiona pressió comptant:

 



Per a les transformacions adiabàtiques 1-2 de compresióny 4-5 d'expansió emprarem, respectivament, les fórmules

De les quals obtenim:

 

 

I sent V3 = V2; V5 = V1



Es pot escriure:

 

Substituint aquestes expressions a les del rendiment tèrmic ideal, resulta:

 

Inici amb la relació entre la pressió P3 al final i la pressió P2 al principi de la fase de combustiona volum constant-a la qual anomenarem "relació de combustiona volum constant" -, i recordant que:

S'obté l'expressió final de rendiment tèrmic ideal del cicle teòric Sabathé:



A igualtat de relació de compresiónr, el rendiment del cicle mixt resulta intermedi entre el del cicle Otto i el del cicle dièsel. Si s'augmenta la calor subministrat a volum constant, és a dir, entre els punts 2 i 3, i es redueix el subministrat a pressió constant entre els punts 3 i 4, el rendiment tèrmic s'aproxima al del cicle Otto. Si, per contra, es redueix la calor subministrat a volum constant i s'augmenta el corresponent a pressió constant, el rendiment del cicle mixt s'aproxima al del cicle Diesel.

valoración: 3.1 - votos 8

Última revisió: 1 de febrer de 2016