Eficiência Térmica do Ciclo Stirling dada a Eficácia do Trocador de Calor Calculadora

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Ciclos padrão de ar

Fundamentos do motor IC

Injeção de Combustível no Motor IC

Parâmetros de desempenho do motor

Projeto de componentes do motor IC

✖A taxa de compressão é a relação entre o volume do cilindro e o volume da câmara de combustão.ⓘ Taxa de compressão [r]			+10% -10%
✖A Temperatura Final pode ser referida como a temperatura atingida após a combustão no motor.ⓘ Temperatura Final [T_f]			+10% -10%
✖A temperatura inicial pode ser referida como a temperatura após o curso de admissão do motor.ⓘ Temperatura inicial [T_i]			+10% -10%
✖Constante Universal de Gás é uma constante física que aparece em uma equação que define o comportamento de um gás sob condições teoricamente ideais. Sua unidade é joulekelvin−1mol−1.ⓘ Constante de Gás Universal [R]			+10% -10%
✖Capacidade de calor específico molar a volume constante, Cv (de um gás) é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 mol do gás em 1 ° C a volume constante.ⓘ Capacidade térmica específica molar em volume constante [C_v]			+10% -10%
✖A eficácia do trocador de calor é definida como a razão entre a transferência de calor real e a transferência de calor máxima possível.ⓘ Eficácia do trocador de calor [ε]			+10% -10%

✖A Eficiência Térmica do Ciclo Stirling (em%) representa a fração de calor convertida em trabalho útil em um motor operando no ciclo Stirling.ⓘ Eficiência Térmica do Ciclo Stirling dada a Eficácia do Trocador de Calor [η_stirling]

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Fórmula

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Eficiência Térmica do Ciclo Stirling dada a Eficácia do Trocador 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"})))`

Exemplo

`"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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Eficiência Térmica do Ciclo Stirling dada a Eficácia do Trocador de Calor Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Eficiência Térmica do Ciclo Stirling = 100*(([R]*ln(Taxa de compressão)*(Temperatura Final-Temperatura inicial))/(Constante de Gás Universal*Temperatura Final*ln(Taxa de compressão)+Capacidade térmica específica molar em volume constante*(1-Eficácia do trocador 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 Funções, 7 Variáveis

Constantes Usadas

[R] - Constante de gás universal Valor considerado como 8.31446261815324

Funções usadas

ln - O logaritmo natural, também conhecido como logaritmo de base e, é a função inversa da função exponencial natural., ln(Number)

Variáveis Usadas

Eficiência Térmica do Ciclo Stirling - A Eficiência Térmica do Ciclo Stirling (em%) representa a fração de calor convertida em trabalho útil em um motor operando no ciclo Stirling.
Taxa de compressão - A taxa de compressão é a relação entre o volume do cilindro e o volume da câmara de combustão.
Temperatura Final - (Medido em Kelvin) - A Temperatura Final pode ser referida como a temperatura atingida após a combustão no motor.
Temperatura inicial - (Medido em Kelvin) - A temperatura inicial pode ser referida como a temperatura após o curso de admissão do motor.
Constante de Gás Universal - Constante Universal de Gás é uma constante física que aparece em uma equação que define o comportamento de um gás sob condições teoricamente ideais. Sua unidade é joule*kelvin−1*mol−1.
Capacidade térmica específica molar em volume constante - (Medido em Joule por Kelvin por mol) - Capacidade de calor específico molar a volume constante, Cv (de um gás) é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 mol do gás em 1 ° C a volume constante.
Eficácia do trocador de calor - A eficácia do trocador de calor é definida como a razão entre a transferência de calor real e a transferência de calor máxima possível.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Taxa de compressão: 20 --> Nenhuma conversão necessária
Temperatura Final: 423 Kelvin --> 423 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Temperatura inicial: 283 Kelvin --> 283 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Constante de Gás Universal: 8.314 --> Nenhuma conversão necessária
Capacidade térmica específica molar em volume constante: 100 Joule por Kelvin por mol --> 100 Joule por Kelvin por mol Nenhuma conversão necessária
Eficácia do trocador de calor: 0.5 --> Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na 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)))

Avaliando ... ...

η_stirling = 19.8860316408311

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

19.8860316408311 --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

19.8860316408311 ≈ 19.88603 <-- Eficiência Térmica do Ciclo Stirling

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Aditya Prakash Gautam

Instituto Indiano de Tecnologia (IIT (ISM)), Dhanbad, Jharkhand

Aditya Prakash Gautam criou esta calculadora e mais 25+ calculadoras!

Verificado por Anshika Arya

Instituto Nacional de Tecnologia (NIT), Hamirpur

Anshika Arya verificou esta calculadora e mais 2500+ calculadoras!

< 18 Ciclos padrão de ar Calculadoras

Pressão Efetiva Média em Ciclo Duplo

Vai Pressão Efetiva Média do Ciclo Duplo = Pressão no início da compressão isentrópica*(Taxa de compressão^Taxa de capacidade térmica*((Taxa de Pressão em Ciclo Duplo-1)+Taxa de capacidade térmica*Taxa de Pressão em Ciclo Duplo*(Razão de corte-1))-Taxa de compressão*(Taxa de Pressão em Ciclo Duplo*Razão de corte^Taxa de capacidade térmica-1))/((Taxa de capacidade térmica-1)*(Taxa de compressão-1))

Saída de trabalho para ciclo duplo

Vai Resultado do Trabalho do Ciclo Duplo = Pressão no início da compressão isentrópica*Volume no início da compressão isentrópica*(Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica-1)*(Taxa de capacidade térmica*Relação de pressão*(Razão de corte-1)+(Relação de pressão-1))-(Relação de pressão*Razão de corte^(Taxa de capacidade térmica)-1))/(Taxa de capacidade térmica-1)

Eficiência Térmica do Ciclo Stirling dada a Eficácia do Trocador de Calor

Vai Eficiência Térmica do Ciclo Stirling = 100*(([R]*ln(Taxa de compressão)*(Temperatura Final-Temperatura inicial))/(Constante de Gás Universal*Temperatura Final*ln(Taxa de compressão)+Capacidade térmica específica molar em volume constante*(1-Eficácia do trocador de calor)*(Temperatura Final-Temperatura inicial)))

Saída de trabalho para o ciclo diesel

Vai Produção de Trabalho do Ciclo Diesel = Pressão no início da compressão isentrópica*Volume no início da compressão isentrópica*(Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica-1)*(Taxa de capacidade térmica*(Razão de corte-1)-Taxa de compressão^(1-Taxa de capacidade térmica)*(Razão de corte^(Taxa de capacidade térmica)-1)))/(Taxa de capacidade térmica-1)

Pressão Efetiva Média no Ciclo Diesel

Vai Pressão Média Efetiva do Ciclo Diesel = Pressão no início da compressão isentrópica*(Taxa de capacidade térmica*Taxa de compressão^Taxa de capacidade térmica*(Razão de corte-1)-Taxa de compressão*(Razão de corte^Taxa de capacidade térmica-1))/((Taxa de capacidade térmica-1)*(Taxa de compressão-1))

Eficiência Térmica de Ciclo Duplo

Vai Eficiência Térmica de Ciclo Duplo = 100*(1-1/(Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica-1))*((Taxa de Pressão em Ciclo Duplo*Razão de corte^Taxa de capacidade térmica-1)/(Taxa de Pressão em Ciclo Duplo-1+Taxa de Pressão em Ciclo Duplo*Taxa de capacidade térmica*(Razão de corte-1))))

Pressão Efetiva Média no Ciclo Otto

Vai Pressão Efetiva Média do Ciclo Otto = Pressão no início da compressão isentrópica*Taxa de compressão*(((Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica-1)-1)*(Relação de pressão-1))/((Taxa de compressão-1)*(Taxa de capacidade térmica-1)))

Eficiência Térmica do Ciclo de Atkinson

Vai Eficiência Térmica do Ciclo Atkinson = 100*(1-Taxa de capacidade térmica*((Taxa de expansão-Taxa de compressão)/(Taxa de expansão^(Taxa de capacidade térmica)-Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica))))

Saída de trabalho para o ciclo Otto

Vai Resultado do Trabalho do Ciclo Otto = Pressão no início da compressão isentrópica*Volume no início da compressão isentrópica*((Relação de pressão-1)*(Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica-1)-1))/(Taxa de capacidade térmica-1)

Eficiência padrão do ar para motores a diesel

Vai Eficiência padrão do ar do ciclo diesel = 100*(1-1/(Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica-1))*(Razão de corte^(Taxa de capacidade térmica)-1)/(Taxa de capacidade térmica*(Razão de corte-1)))

Eficiência Térmica do Ciclo Diesel

Vai Eficiência Térmica do Ciclo Diesel = 100*(1-1/Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica-1)*(Razão de corte^Taxa de capacidade térmica-1)/(Taxa de capacidade térmica*(Razão de corte-1)))

Eficiência Térmica do Ciclo Lenoir

Vai Eficiência Térmica do Ciclo Lenoir = 100*(1-Taxa de capacidade térmica*((Relação de pressão^(1/Taxa de capacidade térmica)-1)/(Relação de pressão-1)))

Eficiência Térmica do Ciclo Ericsson

Vai Eficiência Térmica do Ciclo Ericsson = (Temperatura mais alta-Temperatura mais baixa)/(Temperatura mais alta)

Relação Ar-Combustível Relativa

Vai Razão relativa de ar e combustível = Proporção real de ar e combustível/Proporção estequiométrica de ar e combustível

Taxa real de combustível de ar

Vai Proporção real de ar e combustível = Taxa de fluxo de massa de ar/Taxa de fluxo de massa de combustível

Eficiência padrão do ar para motores a gasolina

Vai Eficiência padrão do ar do ciclo Otto = 100*(1-1/(Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica-1)))

Eficiência Padrão do Ar dada a Eficiência Relativa

Vai Eficiência Padrão Aérea = Eficiência Térmica Indicada/Eficiência Relativa

Eficiência Térmica do Ciclo Otto

Vai OTE = 1-1/Taxa de compressão^(Taxa de capacidade térmica-1)

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