Calculadora Eficiencia Térmica del Ciclo Stirling dada la Efectividad del Intercambiador de Calor

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Parámetros de rendimiento del motor

✖La relación de compresión es la relación entre el volumen del cilindro y el volumen de la cámara de combustión.ⓘ Índice de compresión [r]			+10% -10%
✖Se puede hacer referencia a la temperatura final como la temperatura alcanzada después de la combustión en el motor.ⓘ Temperatura final [T_f]			+10% -10%
✖La temperatura inicial puede denominarse temperatura después de la carrera de admisión en el motor.ⓘ Temperatura inicial [T_i]			+10% -10%
✖La constante universal de los gases es una constante física que aparece en una ecuación que define el comportamiento de un gas en condiciones teóricamente ideales. Su unidad es juliokelvin−1mol−1.ⓘ Constante universal de gas [R]			+10% -10%
✖La capacidad calorífica específica molar a volumen constante, Cv (de un gas) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 mol del gas en 1 °C a volumen constante.ⓘ Capacidad calorífica específica molar a volumen constante [C_v]			+10% -10%
✖La efectividad del intercambiador de calor se define como la relación entre la transferencia de calor real y la máxima transferencia de calor posible.ⓘ Efectividad del intercambiador de calor [ε]			+10% -10%

✖La eficiencia térmica del ciclo Stirling (en %) representa la fracción de calor convertida en trabajo útil en un motor que funciona en el ciclo Stirling.ⓘ Eficiencia Térmica del Ciclo Stirling dada la Efectividad del Intercambiador de Calor [η_stirling]

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Fórmula

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Eficiencia Térmica del Ciclo Stirling dada la Efectividad del Intercambiador de Calor

Fórmula

`"η"_{"stirling"} = 100*(("[R]"*ln("r")*("T"_{"f"}-"T"_{"i"}))/("R"*"T"_{"f"}*ln("r")+"C"_{"v"}*(1-"ε")*("T"_{"f"}-"T"_{"i"})))`

Ejemplo

`"19.88603"=100*(("[R]"*ln("20")*("423K"-"283K"))/("8.314"*"423K"*ln("20")+"100J/K*mol"*(1-"0.5")*("423K"-"283K")))`

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Eficiencia Térmica del Ciclo Stirling dada la Efectividad del Intercambiador de Calor Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Eficiencia térmica del ciclo Stirling = 100*(([R]*ln(Índice de compresión)*(Temperatura final-Temperatura inicial))/(Constante universal de gas*Temperatura final*ln(Índice de compresión)+Capacidad calorífica específica molar a volumen constante*(1-Efectividad del intercambiador de calor)*(Temperatura final-Temperatura inicial)))
η_stirling = 100*(([R]*ln(r)*(T_f-T_i))/(R*T_f*ln(r)+C_v*(1-ε)*(T_f-T_i)))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funciones, 7 Variables

Constantes utilizadas

[R] - constante universal de gas Valor tomado como 8.31446261815324

Funciones utilizadas

ln - El logaritmo natural, también conocido como logaritmo en base e, es la función inversa de la función exponencial natural., ln(Number)

Variables utilizadas

Eficiencia térmica del ciclo Stirling - La eficiencia térmica del ciclo Stirling (en %) representa la fracción de calor convertida en trabajo útil en un motor que funciona en el ciclo Stirling.
Índice de compresión - La relación de compresión es la relación entre el volumen del cilindro y el volumen de la cámara de combustión.
Temperatura final - (Medido en Kelvin) - Se puede hacer referencia a la temperatura final como la temperatura alcanzada después de la combustión en el motor.
Temperatura inicial - (Medido en Kelvin) - La temperatura inicial puede denominarse temperatura después de la carrera de admisión en el motor.
Constante universal de gas - La constante universal de los gases es una constante física que aparece en una ecuación que define el comportamiento de un gas en condiciones teóricamente ideales. Su unidad es julio*kelvin−1*mol−1.
Capacidad calorífica específica molar a volumen constante - (Medido en Joule por Kelvin por mol) - La capacidad calorífica específica molar a volumen constante, Cv (de un gas) es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 mol del gas en 1 °C a volumen constante.
Efectividad del intercambiador de calor - La efectividad del intercambiador de calor se define como la relación entre la transferencia de calor real y la máxima transferencia de calor posible.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Índice de compresión: 20 --> No se requiere conversión
Temperatura final: 423 Kelvin --> 423 Kelvin No se requiere conversión
Temperatura inicial: 283 Kelvin --> 283 Kelvin No se requiere conversión
Constante universal de gas: 8.314 --> No se requiere conversión
Capacidad calorífica específica molar a volumen constante: 100 Joule por Kelvin por mol --> 100 Joule por Kelvin por mol No se requiere conversión
Efectividad del intercambiador de calor: 0.5 --> No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

η_stirling = 100*(([R]*ln(r)*(T_f-T_i))/(R*T_f*ln(r)+C_v*(1-ε)*(T_f-T_i))) --> 100*(([R]*ln(20)*(423-283))/(8.314*423*ln(20)+100*(1-0.5)*(423-283)))

Evaluar ... ...

η_stirling = 19.8860316408311

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

19.8860316408311 --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

19.8860316408311 ≈ 19.88603 <-- Eficiencia térmica del ciclo Stirling

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Aditya Prakash Gautama

Instituto Indio de Tecnología (IIT (ISM)), Dhanbad, Jharkhand

¡Aditya Prakash Gautama ha creado esta calculadora y 25+ más calculadoras!

Verificada por Anshika Arya

Instituto Nacional de Tecnología (LIENDRE), Hamirpur

¡Anshika Arya ha verificado esta calculadora y 2500+ más calculadoras!

< 18 Ciclos de aire estándar Calculadoras

Presión efectiva media en ciclo dual

Vamos Presión media efectiva de ciclo dual = Presión al inicio de la compresión isentrópica*(Índice de compresión^Relación de capacidad calorífica*((Relación de presión en ciclo dual-1)+Relación de capacidad calorífica*Relación de presión en ciclo dual*(Relación de corte-1))-Índice de compresión*(Relación de presión en ciclo dual*Relación de corte^Relación de capacidad calorífica-1))/((Relación de capacidad calorífica-1)*(Índice de compresión-1))

Salida de trabajo para ciclo dual

Vamos Salida de trabajo del ciclo dual = Presión al inicio de la compresión isentrópica*Volumen al inicio de la compresión isentrópica*(Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1)*(Relación de capacidad calorífica*Proporción de presión*(Relación de corte-1)+(Proporción de presión-1))-(Proporción de presión*Relación de corte^(Relación de capacidad calorífica)-1))/(Relación de capacidad calorífica-1)

Salida de trabajo para ciclo diesel

Vamos Producción de trabajo del ciclo diésel = Presión al inicio de la compresión isentrópica*Volumen al inicio de la compresión isentrópica*(Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1)*(Relación de capacidad calorífica*(Relación de corte-1)-Índice de compresión^(1-Relación de capacidad calorífica)*(Relación de corte^(Relación de capacidad calorífica)-1)))/(Relación de capacidad calorífica-1)

Eficiencia Térmica del Ciclo Stirling dada la Efectividad del Intercambiador de Calor

Vamos Eficiencia térmica del ciclo Stirling = 100*(([R]*ln(Índice de compresión)*(Temperatura final-Temperatura inicial))/(Constante universal de gas*Temperatura final*ln(Índice de compresión)+Capacidad calorífica específica molar a volumen constante*(1-Efectividad del intercambiador de calor)*(Temperatura final-Temperatura inicial)))

Presión Media Efectiva en Ciclo Diesel

Vamos Presión media efectiva del ciclo diésel = Presión al inicio de la compresión isentrópica*(Relación de capacidad calorífica*Índice de compresión^Relación de capacidad calorífica*(Relación de corte-1)-Índice de compresión*(Relación de corte^Relación de capacidad calorífica-1))/((Relación de capacidad calorífica-1)*(Índice de compresión-1))

Eficiencia Térmica de Ciclo Dual

Vamos Eficiencia térmica del ciclo dual = 100*(1-1/(Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1))*((Relación de presión en ciclo dual*Relación de corte^Relación de capacidad calorífica-1)/(Relación de presión en ciclo dual-1+Relación de presión en ciclo dual*Relación de capacidad calorífica*(Relación de corte-1))))

Presión Efectiva Media en Ciclo Otto

Vamos Presión media efectiva del ciclo Otto = Presión al inicio de la compresión isentrópica*Índice de compresión*(((Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1)-1)*(Proporción de presión-1))/((Índice de compresión-1)*(Relación de capacidad calorífica-1)))

Eficiencia Térmica del Ciclo Atkinson

Vamos Eficiencia térmica del ciclo de Atkinson = 100*(1-Relación de capacidad calorífica*((Relación de expansión-Índice de compresión)/(Relación de expansión^(Relación de capacidad calorífica)-Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica))))

Salida de trabajo para ciclo Otto

Vamos Producción de trabajo del ciclo Otto = Presión al inicio de la compresión isentrópica*Volumen al inicio de la compresión isentrópica*((Proporción de presión-1)*(Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1)-1))/(Relación de capacidad calorífica-1)

Eficiencia estándar de aire para motores diésel

Vamos Eficiencia estándar del aire del ciclo diésel = 100*(1-1/(Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1))*(Relación de corte^(Relación de capacidad calorífica)-1)/(Relación de capacidad calorífica*(Relación de corte-1)))

Eficiencia Térmica del Ciclo Diesel

Vamos Eficiencia térmica del ciclo diésel = 100*(1-1/Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1)*(Relación de corte^Relación de capacidad calorífica-1)/(Relación de capacidad calorífica*(Relación de corte-1)))

Eficiencia Térmica del Ciclo Lenoir

Vamos Eficiencia térmica del ciclo Lenoir = 100*(1-Relación de capacidad calorífica*((Proporción de presión^(1/Relación de capacidad calorífica)-1)/(Proporción de presión-1)))

Eficiencia Térmica del Ciclo Ericsson

Vamos Eficiencia térmica del ciclo Ericsson = (Temperatura más alta-Temperatura más baja)/(Temperatura más alta)

Eficiencia estándar de aire para motores de gasolina

Vamos Eficiencia estándar del aire del ciclo Otto = 100*(1-1/(Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1)))

Relación aire-combustible relativa

Vamos Relación relativa aire-combustible = Relación real de aire y combustible/Relación estequiométrica aire-combustible

Eficiencia Térmica del Ciclo Otto

Vamos beneficios según objetivos = 1-1/Índice de compresión^(Relación de capacidad calorífica-1)

Aire Eficiencia estándar dada Eficiencia relativa

Vamos Eficiencia estándar del aire = Eficiencia térmica indicada/Eficiencia relativa

Proporción real de aire y combustible

Vamos Relación real de aire y combustible = masa de aire/Masa de combustible

Eficiencia Térmica del Ciclo Stirling dada la Efectividad del Intercambiador de Calor Fórmula

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