Menu

Refineria
Port Arthur Texas

Comparació entre els cicles teòrics Otto, Dièsel i mixt de Sabathé

Comparació entre els cicles teòrics Otto, Dièsel i mixt de Sabathé

En la present secció ens disposem a realitzar una comparativa entre els tres cicles teòrics dels motors tèrmics. Compararem en cicle Otto, amb el cicle dièsel i amb el cicle mixt de Sabathé.

Per comparar els cicles esmentats cal prendre com a referència alguns dels factors de el valor depenen la forma i superfície de l'motor, com són: la relació de compressió, la pressió màxima, la quantitat de calor subministrat, la de calor sostret i el treball útil.

A la figura següent s'han traçat les corbes de les variacions de rendiment tèrmic ideal a l'variar la relació de compressió per als tres cicles: Otto, Diesel i Sabathé. Per als cicles dièsel i Sabathé s'ha triat una relació de combustió a pressió constant igual a 2.

Com es veu en la figura, els rendiments tèrmics dels cicles teòrics creixen a l'augmentar la relació de compressió. Per a una determinada relació d'aquest tipus, el cicle Otto dóna més rendiment, mentre el cicle Diesel resulta de rendiment menor. Cal considerar, però, que per als motors dièsel, la relació de compressió varia entre 14 i 22. D'altra banda, per als motors d'encesa per espurna la relacion de compressió generalment no sobrepassa el valor de 10, a fi d'evitar la detonació.

Per tant,  el motor dièsel té un rendiment tèrmic superior a l'motor Otto .

Comparació igualndo la relació de compressió i la calor subministrat

Comparació entre els cicles teòrics Otto, Dièsel i mixt de SabathéA la segona figura es comparen en coordenades PV ( pressió -volum) i TS (temperatura - entropia) els tres cicles teòrics. En aquesta estudi s'iguala la relació de compressió i la quantitat de calor subministrat. Tots els cicles comencen a la mateixa condició 1 i té la mateixa compressió adiabàtica d'1 a 2.

A fi de que la quantitat de calor subministrada sigui la mateixa en els tres casos, les superfícies en coordenades TS, 2 '' 3 '' 5 '' 6 2 2 '', 2 3 '5' 6 2 i 2 3 5 6 2 han de ser iguals.

Tenint en compte que la calor es sostreu a el mateix volum específic, segons la línia de transformació entre els estats 4 i 1, la quantitat de calor sostret està representada, per a cada cicle, per la mateixa superfície sota de la línia 4-1 al diagrama TS. Com la calor subministrat és el mateix per a cada cicle, resulta que el cicle teòric de major rendiment tèrmic és aquell en el qual es sostreu menor quantitat de calor. En aquest cas, és el cicle Otto, per al qual la superfície que representa la quantitat de calor sostret està definida en coordenades TS pels punts 4 5 6 abril 1.

Cal observar que la pressió i temperatura màximes en el cicle Otto són bastant més elevades que en els altres dos cicles. Tot i que aquesta comparació és purament teòrica, serveix per demostrar que el cicle que proporciona la major expansió de l'fluid després de la fase d'introducció de la calor és el de rendiment més alt.

Indicarem per als diversos cicles amb r I la relació entre els volums a la fi de la carrera d'expansió i a la fi de la fase d'introducció de la calor.


Para el ciclo Otto resulta:

Comparació entre els cicles teòrics Otto, Dièsel i mixt de Sabathé


mentre que per al cicle Diesel tenim:

Comparació entre els cicles teòrics Otto, Dièsel i mixt de Sabathé

Conclusions de la comparativa dels ters cicles teòrics

Podem, per tant, admetre la relació d'expansió així definida com l'índex de el rendiment dels cicles.

Comparació entre els cicles teòrics Otto, Dièsel i mixt de SabathéA la figura de l'esquerra, la comparació entre els cicles teòrics Otto, Diesel està feta a igualtat de pressió màxima i de quantitat de calor subministrat. En aquestes condicions les superfícies 2 3 5 6 2 i 2 '3' 5 '6' 2 'han de ser iguals.

El cicle Diesel és aquell en el qual es sostreu el mínim de calor, i com la superfície que representa la calor sostret és 4 5 6 1 4, resulta, per això, que en aquestes condicions el cicle Diesel és el de major rendiment.

També en aquest cas és evident que el cicle que permet la major expansió de l'fluid després de la combustió és el que té el rendiment tèrmic més elevat.

Autor:

Data de publicació: 16 de març de 2011
Última revisió: 18 de febrer de 2020