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

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Ciclos de aire estándar

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Parámetros de rendimiento del motor

✖La relación de compresión se refiere a cuánto se aprieta la mezcla de aire y combustible en el cilindro antes del encendido. Es esencialmente la relación entre el volumen del cilindro en BDC y TDC.ⓘ Índice de compresión [r]			+10% -10%
✖La temperatura final puede denominarse la temperatura del cilindro después del encendido o la temperatura final de la carga antes de extraer el trabajo. Se mide en temperatura absoluta (escala Kelvin).ⓘ Temperatura final [T_f]			+10% -10%
✖La temperatura inicial puede denominarse temperatura del cilindro después de la carrera de admisión o temperatura inicial de la carga. Se mide en temperatura absoluta (escala Kelvin).ⓘ 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 es una relación entre la transferencia de calor real y la transferencia máxima posible en un escenario ideal. Refleja qué tan bien un dispositivo extrae calor del fregadero superior al inferior.ⓘ Efectividad del intercambiador de calor [ε]			+10% -10%

✖La eficiencia térmica del ciclo Stirling representa la eficacia del motor Stirling. Se mide comparando cuánto trabajo se realiza en todo el sistema con el calor suministrado al sistema.ⓘ Eficiencia Térmica del Ciclo Stirling dada la Efectividad del Intercambiador de Calor [η_s]

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Fórmula

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

Fórmula

`"η"_{"s"} = 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_s = 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 representa la eficacia del motor Stirling. Se mide comparando cuánto trabajo se realiza en todo el sistema con el calor suministrado al sistema.
Índice de compresión - La relación de compresión se refiere a cuánto se aprieta la mezcla de aire y combustible en el cilindro antes del encendido. Es esencialmente la relación entre el volumen del cilindro en BDC y TDC.
Temperatura final - (Medido en Kelvin) - La temperatura final puede denominarse la temperatura del cilindro después del encendido o la temperatura final de la carga antes de extraer el trabajo. Se mide en temperatura absoluta (escala Kelvin).
Temperatura inicial - (Medido en Kelvin) - La temperatura inicial puede denominarse temperatura del cilindro después de la carrera de admisión o temperatura inicial de la carga. Se mide en temperatura absoluta (escala Kelvin).
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 es una relación entre la transferencia de calor real y la transferencia máxima posible en un escenario ideal. Refleja qué tan bien un dispositivo extrae calor del fregadero superior al inferior.

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_s = 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_s = 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 Eficiencia térmica del ciclo Otto = 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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