Efficienza termica del ciclo Stirling data l'efficacia dello scambiatore di calore calcolatrice

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Iniezione di carburante nel motore a combustione interna

Progettazione di componenti di motori IC

✖Il rapporto di compressione è il rapporto tra il volume del cilindro e il volume della camera di combustione.ⓘ Rapporto di compressione [r]			+10% -10%
✖La temperatura finale può essere definita come la temperatura raggiunta dopo la combustione nel motore.ⓘ Temperatura finale [T_f]			+10% -10%
✖La temperatura iniziale può essere definita come la temperatura dopo la fase di aspirazione nel motore.ⓘ Temperatura iniziale [T_i]			+10% -10%
✖La costante universale dei gas è una costante fisica che appare in un'equazione che definisce il comportamento di un gas in condizioni teoricamente ideali. La sua unità è joulekelvin−1mole−1.ⓘ Costante universale dei gas [R]			+10% -10%
✖La capacità termica specifica molare a volume costante, Cv (di un gas) è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 mol di gas di 1 °C a volume costante.ⓘ Capacità termica specifica molare a volume costante [C_v]			+10% -10%
✖L'efficacia dello scambiatore di calore è definita come il rapporto tra il trasferimento di calore effettivo e il massimo trasferimento di calore possibile.ⓘ Efficacia dello scambiatore di calore [ε]			+10% -10%

✖L'efficienza termica del ciclo Stirling (in %) rappresenta la frazione di calore convertita in lavoro utile in un motore che funziona secondo il ciclo Stirling.ⓘ Efficienza termica del ciclo Stirling data l'efficacia dello scambiatore di calore [η_stirling]

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Formula

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Efficienza termica del ciclo Stirling data l'efficacia dello scambiatore di calore

Formula

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

Esempio

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

Calcolatrice

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Efficienza termica del ciclo Stirling data l'efficacia dello scambiatore di calore Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Efficienza termica del ciclo Stirling = 100*(([R]*ln(Rapporto di compressione)*(Temperatura finale-Temperatura iniziale))/(Costante universale dei gas*Temperatura finale*ln(Rapporto di compressione)+Capacità termica specifica molare a volume costante*(1-Efficacia dello scambiatore di calore)*(Temperatura finale-Temperatura iniziale)))
η_stirling = 100*(([R]*ln(r)*(T_f-T_i))/(R*T_f*ln(r)+C_v*(1-ε)*(T_f-T_i)))
Questa formula utilizza 1 Costanti, 1 Funzioni, 7 Variabili

Costanti utilizzate

[R] - Costante universale dei gas Valore preso come 8.31446261815324

Funzioni utilizzate

ln - Il logaritmo naturale, detto anche logaritmo in base e, è la funzione inversa della funzione esponenziale naturale., ln(Number)

Variabili utilizzate

Efficienza termica del ciclo Stirling - L'efficienza termica del ciclo Stirling (in %) rappresenta la frazione di calore convertita in lavoro utile in un motore che funziona secondo il ciclo Stirling.
Rapporto di compressione - Il rapporto di compressione è il rapporto tra il volume del cilindro e il volume della camera di combustione.
Temperatura finale - (Misurato in Kelvin) - La temperatura finale può essere definita come la temperatura raggiunta dopo la combustione nel motore.
Temperatura iniziale - (Misurato in Kelvin) - La temperatura iniziale può essere definita come la temperatura dopo la fase di aspirazione nel motore.
Costante universale dei gas - La costante universale dei gas è una costante fisica che appare in un'equazione che definisce il comportamento di un gas in condizioni teoricamente ideali. La sua unità è joule*kelvin−1*mole−1.
Capacità termica specifica molare a volume costante - (Misurato in Joule Per Kelvin Per Mole) - La capacità termica specifica molare a volume costante, Cv (di un gas) è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 mol di gas di 1 °C a volume costante.
Efficacia dello scambiatore di calore - L'efficacia dello scambiatore di calore è definita come il rapporto tra il trasferimento di calore effettivo e il massimo trasferimento di calore possibile.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Rapporto di compressione: 20 --> Nessuna conversione richiesta
Temperatura finale: 423 Kelvin --> 423 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Temperatura iniziale: 283 Kelvin --> 283 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Costante universale dei gas: 8.314 --> Nessuna conversione richiesta
Capacità termica specifica molare a volume costante: 100 Joule Per Kelvin Per Mole --> 100 Joule Per Kelvin Per Mole Nessuna conversione richiesta
Efficacia dello scambiatore di calore: 0.5 --> Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

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)))

Valutare ... ...

η_stirling = 19.8860316408311

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

19.8860316408311 --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

19.8860316408311 ≈ 19.88603 <-- Efficienza termica del ciclo Stirling

(Calcolo completato in 00.008 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Aditya Prakash Gautam

Istituto indiano di tecnologia (IIT (ISM)), Dhanbad, Jharkhand

Aditya Prakash Gautam ha creato questa calcolatrice e altre 25+ altre calcolatrici!

Verificato da Anshika Arya

Istituto nazionale di tecnologia (NIT), Hamirpur

Anshika Arya ha verificato questa calcolatrice e altre 2500+ altre calcolatrici!

< 18 Cicli standard dell'aria Calcolatrici

Pressione effettiva media nel doppio ciclo

Partire Pressione effettiva media del doppio ciclo = Pressione all'inizio della compressione isentropica*(Rapporto di compressione^Rapporto capacità termica*((Rapporto di pressione nel ciclo doppio-1)+Rapporto capacità termica*Rapporto di pressione nel ciclo doppio*(Rapporto di interruzione-1))-Rapporto di compressione*(Rapporto di pressione nel ciclo doppio*Rapporto di interruzione^Rapporto capacità termica-1))/((Rapporto capacità termica-1)*(Rapporto di compressione-1))

Output di lavoro per doppio ciclo

Partire Risultato lavorativo del doppio ciclo = Pressione all'inizio della compressione isentropica*Volume all'inizio della compressione isentropica*(Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica-1)*(Rapporto capacità termica*Rapporto di pressione*(Rapporto di interruzione-1)+(Rapporto di pressione-1))-(Rapporto di pressione*Rapporto di interruzione^(Rapporto capacità termica)-1))/(Rapporto capacità termica-1)

Efficienza termica del ciclo Stirling data l'efficacia dello scambiatore di calore

Partire Efficienza termica del ciclo Stirling = 100*(([R]*ln(Rapporto di compressione)*(Temperatura finale-Temperatura iniziale))/(Costante universale dei gas*Temperatura finale*ln(Rapporto di compressione)+Capacità termica specifica molare a volume costante*(1-Efficacia dello scambiatore di calore)*(Temperatura finale-Temperatura iniziale)))

Output di lavoro per il ciclo diesel

Partire Produzione di lavoro del ciclo Diesel = Pressione all'inizio della compressione isentropica*Volume all'inizio della compressione isentropica*(Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica-1)*(Rapporto capacità termica*(Rapporto di interruzione-1)-Rapporto di compressione^(1-Rapporto capacità termica)*(Rapporto di interruzione^(Rapporto capacità termica)-1)))/(Rapporto capacità termica-1)

Pressione effettiva media nel ciclo diesel

Partire Pressione effettiva media del ciclo Diesel = Pressione all'inizio della compressione isentropica*(Rapporto capacità termica*Rapporto di compressione^Rapporto capacità termica*(Rapporto di interruzione-1)-Rapporto di compressione*(Rapporto di interruzione^Rapporto capacità termica-1))/((Rapporto capacità termica-1)*(Rapporto di compressione-1))

Efficienza termica del doppio ciclo

Partire Efficienza termica del doppio ciclo = 100*(1-1/(Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica-1))*((Rapporto di pressione nel ciclo doppio*Rapporto di interruzione^Rapporto capacità termica-1)/(Rapporto di pressione nel ciclo doppio-1+Rapporto di pressione nel ciclo doppio*Rapporto capacità termica*(Rapporto di interruzione-1))))

Pressione effettiva media nel ciclo Otto

Partire Pressione effettiva media del ciclo Otto = Pressione all'inizio della compressione isentropica*Rapporto di compressione*(((Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica-1)-1)*(Rapporto di pressione-1))/((Rapporto di compressione-1)*(Rapporto capacità termica-1)))

Efficienza termica del ciclo di Atkinson

Partire Efficienza termica del ciclo Atkinson = 100*(1-Rapporto capacità termica*((Rapporto di espansione-Rapporto di compressione)/(Rapporto di espansione^(Rapporto capacità termica)-Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica))))

Output di lavoro per Ciclo Otto

Partire Risultati del lavoro del ciclo Otto = Pressione all'inizio della compressione isentropica*Volume all'inizio della compressione isentropica*((Rapporto di pressione-1)*(Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica-1)-1))/(Rapporto capacità termica-1)

Efficienza standard dell'aria per motori diesel

Partire Efficienza standard dell'aria del ciclo diesel = 100*(1-1/(Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica-1))*(Rapporto di interruzione^(Rapporto capacità termica)-1)/(Rapporto capacità termica*(Rapporto di interruzione-1)))

Efficienza termica del ciclo diesel

Partire Efficienza termica del ciclo diesel = 100*(1-1/Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica-1)*(Rapporto di interruzione^Rapporto capacità termica-1)/(Rapporto capacità termica*(Rapporto di interruzione-1)))

Efficienza termica del ciclo Lenoir

Partire Efficienza termica del ciclo Lenoir = 100*(1-Rapporto capacità termica*((Rapporto di pressione^(1/Rapporto capacità termica)-1)/(Rapporto di pressione-1)))

Efficienza termica del ciclo di Ericsson

Partire Efficienza termica del ciclo Ericsson = (Temperatura più elevata-Temperatura più bassa)/(Temperatura più elevata)

Air Standard Efficiency per motori a benzina

Partire Efficienza standard dell'aria del ciclo Otto = 100*(1-1/(Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica-1)))

Rapporto aria-carburante relativo

Partire Rapporto relativo aria-carburante = Rapporto effettivo carburante aria/Rapporto stechiometrico aria-carburante

Efficienza standard dell'aria data l'efficienza relativa

Partire Efficienza standard dell'aria = Efficienza termica indicata/Efficienza relativa

Rapporto aria/carburante effettivo

Partire Rapporto effettivo carburante aria = Massa d'aria/Massa di carburante

Efficienza termica del ciclo Otto

Partire OT = 1-1/Rapporto di compressione^(Rapporto capacità termica-1)

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