Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs Taschenrechner

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Air-Standard-Zyklen

Design von Verbrennungsmotorkomponenten

Grundlagen der IC-Engine

Kraftstoffeinspritzung im Verbrennungsmotor

Motorleistungsparameter

✖Das Kompressionsverhältnis gibt an, wie stark das Luft-Kraftstoff-Gemisch vor der Zündung in den Zylinder gepresst wird. Es ist im Wesentlichen das Verhältnis zwischen dem Volumen des Zylinders am unteren Totpunkt und am oberen Totpunkt.ⓘ Kompressionsrate [r]			+10% -10%
✖Das Wärmekapazitätsverhältnis oder der adiabatische Index quantifiziert die Beziehung zwischen der bei konstantem Druck zugeführten Wärme und dem daraus resultierenden Temperaturanstieg im Vergleich zur bei konstantem Volumen zugeführten Wärme.ⓘ Wärmekapazitätsverhältnis [γ]			+10% -10%
✖Das Abschaltverhältnis ist das Verhältnis des Zylindervolumens zu Beginn des Kompressionshubs zum Volumen am Ende des Expansionshubs. Es ist ein Maß für die Kompression der Ladung durch den Kolben vor der Zündung.ⓘ Ausschlussverhältnis [r_c]			+10% -10%

✖Der thermische Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs stellt die Effektivität des Dieselmotors dar. Er wird gemessen, indem man vergleicht, wie viel Arbeit im System geleistet wird und wie viel Wärme dem System zugeführt wird.ⓘ Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs [η_th]

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Formel

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Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs

Formel

`"η"_{"th"} = 1-1/"r"^("γ"-1)*("r"_{"c"}^"γ"-1)/("γ"*("r"_{"c"}-1))`

Beispiel

`"0.649039"=1-1/("20")^("1.4"-1)*(("1.95")^"1.4"-1)/("1.4"*("1.95"-1))`

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Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs = 1-1/Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1)*(Ausschlussverhältnis^Wärmekapazitätsverhältnis-1)/(Wärmekapazitätsverhältnis*(Ausschlussverhältnis-1))
η_th = 1-1/r^(γ-1)*(r_c^γ-1)/(γ*(r_c-1))
Diese formel verwendet 4 Variablen

Verwendete Variablen

Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs - Der thermische Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs stellt die Effektivität des Dieselmotors dar. Er wird gemessen, indem man vergleicht, wie viel Arbeit im System geleistet wird und wie viel Wärme dem System zugeführt wird.
Kompressionsrate - Das Kompressionsverhältnis gibt an, wie stark das Luft-Kraftstoff-Gemisch vor der Zündung in den Zylinder gepresst wird. Es ist im Wesentlichen das Verhältnis zwischen dem Volumen des Zylinders am unteren Totpunkt und am oberen Totpunkt.
Wärmekapazitätsverhältnis - Das Wärmekapazitätsverhältnis oder der adiabatische Index quantifiziert die Beziehung zwischen der bei konstantem Druck zugeführten Wärme und dem daraus resultierenden Temperaturanstieg im Vergleich zur bei konstantem Volumen zugeführten Wärme.
Ausschlussverhältnis - Das Abschaltverhältnis ist das Verhältnis des Zylindervolumens zu Beginn des Kompressionshubs zum Volumen am Ende des Expansionshubs. Es ist ein Maß für die Kompression der Ladung durch den Kolben vor der Zündung.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Kompressionsrate: 20 --> Keine Konvertierung erforderlich
Wärmekapazitätsverhältnis: 1.4 --> Keine Konvertierung erforderlich
Ausschlussverhältnis: 1.95 --> Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

η_th = 1-1/r^(γ-1)*(r_c^γ-1)/(γ*(r_c-1)) --> 1-1/20^(1.4-1)*(1.95^1.4-1)/(1.4*(1.95-1))

Auswerten ... ...

η_th = 0.649039049927023

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

0.649039049927023 --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

0.649039049927023 ≈ 0.649039 <-- Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs

(Berechnung in 00.020 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Peri Krishna Karthik

Nationales Institut für Technologie Calicut (NIT Calicut), Calicut, Kerala

Peri Krishna Karthik hat diesen Rechner und 200+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Aditya verma

maulana azad nationales institut für technologie (NIT bhopal), Bhopal MP Indien

Aditya verma hat diesen Rechner und 4 weitere Rechner verifiziert!

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Mittlerer effektiver Druck im Doppelzyklus

Gehen Mittlerer effektiver Druck des Dual Cycle = Druck zu Beginn der isentropischen Kompression*(Kompressionsrate^Wärmekapazitätsverhältnis*((Druckverhältnis im Dual Cycle-1)+Wärmekapazitätsverhältnis*Druckverhältnis im Dual Cycle*(Ausschlussverhältnis-1))-Kompressionsrate*(Druckverhältnis im Dual Cycle*Ausschlussverhältnis^Wärmekapazitätsverhältnis-1))/((Wärmekapazitätsverhältnis-1)*(Kompressionsrate-1))

Arbeitsleistung für Dual Cycle

Gehen Arbeitsleistung des Dualzyklus = Druck zu Beginn der isentropischen Kompression*Volumen zu Beginn der isentropischen Kompression*(Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1)*(Wärmekapazitätsverhältnis*Druckverhältnis*(Ausschlussverhältnis-1)+(Druckverhältnis-1))-(Druckverhältnis*Ausschlussverhältnis^(Wärmekapazitätsverhältnis)-1))/(Wärmekapazitätsverhältnis-1)

Arbeitsleistung für Dieselzyklus

Gehen Arbeitsleistung des Dieselzyklus = Druck zu Beginn der isentropischen Kompression*Volumen zu Beginn der isentropischen Kompression*(Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1)*(Wärmekapazitätsverhältnis*(Ausschlussverhältnis-1)-Kompressionsrate^(1-Wärmekapazitätsverhältnis)*(Ausschlussverhältnis^(Wärmekapazitätsverhältnis)-1)))/(Wärmekapazitätsverhältnis-1)

Thermischer Wirkungsgrad des Stirling-Zyklus bei gegebener Wärmetauschereffektivität

Gehen Thermischer Wirkungsgrad des Stirling-Zyklus = 100*(([R]*ln(Kompressionsrate)*(Endtemperatur-Anfangstemperatur))/([R]*Endtemperatur*ln(Kompressionsrate)+Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen*(1-Wirksamkeit des Wärmetauschers)*(Endtemperatur-Anfangstemperatur)))

Mittlerer effektiver Druck im Dieselzyklus

Gehen Mittlerer effektiver Druck des Dieselzyklus = Druck zu Beginn der isentropischen Kompression*(Wärmekapazitätsverhältnis*Kompressionsrate^Wärmekapazitätsverhältnis*(Ausschlussverhältnis-1)-Kompressionsrate*(Ausschlussverhältnis^Wärmekapazitätsverhältnis-1))/((Wärmekapazitätsverhältnis-1)*(Kompressionsrate-1))

Thermischer Wirkungsgrad des Dual Cycle

Gehen Thermische Effizienz des Dual Cycle = 100*(1-1/(Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1))*((Druckverhältnis im Dual Cycle*Ausschlussverhältnis^Wärmekapazitätsverhältnis-1)/(Druckverhältnis im Dual Cycle-1+Druckverhältnis im Dual Cycle*Wärmekapazitätsverhältnis*(Ausschlussverhältnis-1))))

Mittlerer effektiver Druck im Otto-Zyklus

Gehen Mittlerer effektiver Druck des Otto-Zyklus = Druck zu Beginn der isentropischen Kompression*Kompressionsrate*(((Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1)-1)*(Druckverhältnis-1))/((Kompressionsrate-1)*(Wärmekapazitätsverhältnis-1)))

Thermischer Wirkungsgrad des Atkinson-Zyklus

Gehen Thermischer Wirkungsgrad des Atkinson-Zyklus = 100*(1-Wärmekapazitätsverhältnis*((Expansionsverhältnis-Kompressionsrate)/(Expansionsverhältnis^(Wärmekapazitätsverhältnis)-Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis))))

Arbeitsleistung für Otto Cycle

Gehen Arbeitsleistung des Otto-Zyklus = Druck zu Beginn der isentropischen Kompression*Volumen zu Beginn der isentropischen Kompression*((Druckverhältnis-1)*(Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1)-1))/(Wärmekapazitätsverhältnis-1)

Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs

Gehen Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs = 1-1/Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1)*(Ausschlussverhältnis^Wärmekapazitätsverhältnis-1)/(Wärmekapazitätsverhältnis*(Ausschlussverhältnis-1))

Air Standard-Effizienz für Dieselmotoren

Gehen Effizienz des Dieselzyklus = 100*(1-1/(Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1))*(Ausschlussverhältnis^(Wärmekapazitätsverhältnis)-1)/(Wärmekapazitätsverhältnis*(Ausschlussverhältnis-1)))

Thermischer Wirkungsgrad des Lenoir-Zyklus

Gehen Thermischer Wirkungsgrad des Lenoir-Zyklus = 100*(1-Wärmekapazitätsverhältnis*((Druckverhältnis^(1/Wärmekapazitätsverhältnis)-1)/(Druckverhältnis-1)))

Thermischer Wirkungsgrad des Ericsson-Zyklus

Gehen Thermische Effizienz des Ericsson-Zyklus = (Höhere Temperaturen-Niedrigere Temperatur)/(Höhere Temperaturen)

Relatives Luft-Kraftstoff-Verhältnis

Gehen Relatives Luft-Kraftstoff-Verhältnis = Tatsächliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis/Stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis

Thermischer Wirkungsgrad des Otto-Zyklus

Gehen Thermischer Wirkungsgrad des Otto-Zyklus = 1-1/Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1)

Air Standard Efficiency für Benzinmotoren

Gehen Effizienz des Otto-Zyklus = 100*(1-1/(Kompressionsrate^(Wärmekapazitätsverhältnis-1)))

Tatsächliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis

Gehen Tatsächliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis = Luftmasse/Kraftstoffmasse

Air Standard-Effizienz bei relativer Effizienz

Gehen Effizienz = Indizierter thermischer Wirkungsgrad/Relative Effizienz

Thermischer Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs Formel

Welche Prozesse laufen im Dieselkreislauf ab?

Isentropische Kompression (1-2): Luft wird im Zylinder ohne Wärmeübertragung komprimiert, wodurch Druck und Temperatur steigen. Wärmezufuhr bei konstantem Druck (2-3): Kraftstoff wird eingespritzt und verbrennt bei konstantem Druck, wodurch die Temperatur weiter steigt. Isentropische Expansion (3-4): Das heiße, unter hohem Druck stehende Gas dehnt sich im Zylinder aus und verrichtet dabei Arbeit am Kolben. Wärmeabgabe bei konstantem Volumen (4-1): Wärme wird bei konstantem Volumen aus dem Zylinder abgeführt, wodurch Temperatur und Druck wieder auf den Ausgangswert sinken.

Von welchen Bedingungen hängt der maximale thermische Wirkungsgrad des Dieselkreislaufs ab?

Der maximale thermische Wirkungsgrad eines Dieselkreislaufs hängt von drei Schlüsselbegriffen ab: Kompressionsverhältnis (r): Dies ist das Verhältnis des maximalen Zylindervolumens zu seinem minimalen Volumen. Ein höheres Kompressionsverhältnis im Dieselkreislauf führt zu einem höheren theoretischen Wirkungsgrad, weil es eine vollständigere Verbrennung und Energiegewinnung aus dem Kraftstoff ermöglicht. Abschaltverhältnis (rc): Dies stellt das Verhältnis des Zylindervolumens am Ende des Kompressionshubs zu seinem Volumen an dem Punkt dar, an dem die Verbrennung endet. Einfacher ausgedrückt definiert es, wie viel des komprimierten Kraftstoff-Luft-Gemisches bei konstantem Druck verbrannt wird. Ein optimales Abschaltverhältnis schafft ein Gleichgewicht zwischen Wirkungsgrad und Leistungsabgabe. Spezifisches Wärmeverhältnis (γ): Dies ist eine Eigenschaft des Arbeitsmediums (normalerweise Luft) und stellt das Verhältnis seiner spezifischen Wärmekapazität bei konstantem Druck zu seiner spezifischen Wärmekapazität bei konstantem Volumen dar. Ein höheres spezifisches Wärmeverhältnis des Arbeitsmediums kann zu einem etwas höheren theoretischen Wirkungsgrad im Dieselkreislauf beitragen.

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