24-08-2020, 09:22 PM
پارامتر‌های به‌کار گرفته شده در رابطه بالا به شرح زیر هستند.
[list]
[*]ηdiesel: راندمان حرارتی سیکل دیزل
[*]α: نسبت انقطاعِ V3/V2 (نسبت حجم بعد به قبل از فرآیند احتراق)
[*]CR: نرخ تراکم
[*]K: نسبت Cp/Cv
[/list]مثال
موتوری را در نظر بگیرید که مبتنی بر سیکل دیزل کار می‌کند. در این سیکل ضریب تراکم و نسبت انقطاع به ترتیب برابر با CR=20:1 و α=۲ هستند. هوا در فشار ۱۰۰ کیلوپاسکال و دمای ۲۰ درجه (۲۹۳ کلوین) به سیلندری به حجم ۵۰۰ سانتی متر مکعب وارد می‌شود. ضرایب انتقال حرارت در حجم و فشار ثابت برای هوا برابر با مقادیر زیر هستند.
![[تصویر: diesel-4-1.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-4-1.png)
با توجه به ضرایب انتقال حرارت ارائه شده، مقدار k برابر با ۱.۴ است (نسبت Cp/Cv). با توجه به فرضیات زیر موارد زیر مطلوب است:
[list=1]
[*]جرم هوای ورودی در هر سیکل
[*]دمای T2
[*]فشار p2
[*]دمای T3
[*]مقدار حرارت اضافه شده در سوختن مخلوط هوا – سوخت موجود در سیلندر
[*]راندمان حرارتی این سیکل
[/list]۱. جرم هوای ورودی
هوای وارد شده به سیلندر را می‌توان با استفاده از قانون گاز ایده‌آل و به شکل زیر بیان کرد:
![[تصویر: diesel-5.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-5.png)
در رابطه بالا P , m , T , V , Rspecific به ترتیب برابر با ثابت گازها، حجم، دما، جرم و فشار برای هوای مفروض هستند. با جایگذاری این مقادیر در رابطه بالا، جرم هوای وارد شده به سیلندر برابر است با:
![[تصویر: diesel-6.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-6.png)
دمای T2
به‌منظور یافتن دمای T2 بایستی در ابتدا حجم را در حالت ۲ یافت و نهایتا با استفاده از رابطه مربوط به فرآیند آیزنتروپیک دمای مد نظر نیز بدست خواهد آمد.
![[تصویر: diesel-7.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-7.png)
با داشتن نسبت تراکم، حجم سیلندر در حالت ۲ به شکل زیر بدست می‌آید:
![[تصویر: diesel-8.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-8.png)
با استفاده از دو رابطه بالا دمای T2 برابر است با:
![[تصویر: diesel-9.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-9.png)
فشار p2
با بدست آمدن حجم در حالت ۲، می‌توان فشار را نیز در این حالت، به شکل زیر بدست آورد.
![[تصویر: diesel-11.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-11.png)
دمای T۳
با توجه به این‌که فرآیند ۳-۲، به صورت فشار ثابت اتفاق می‌افتد، بنابراین دما در حالت ۳ را می‌توان با استفاده از قانون گاز ایده‌آل، همانند زیر بدست آورد.
![[تصویر: diesel-12.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-12.png)
گرمای اضافه شده به سیکل
در بالا گفتیم که فرآیند فشار ثابت است که تزریق حرارت به سیکل را انجام می‌دهد. از این رو می‌توان با استفاده از رابطه مربوط به انتقال حرارت در فشار ثابت، انتقال انرژی مذکور را بدست آورد. بنابراین مقدار این انتقال حرارت برابر است با:
![[تصویر: diesel-13.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-13.png)
راندمان حرارتی سیکل
در بالا ثابت کردیم که راندمان یک سیکل دیزل برابر است با:
![[تصویر: diesel-14.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-14.png)
با جایگذاری مقادیر ارائه شده برای هوا در رابطه بالا، راندمان سیکل برابر با مقدار زیر بدست می‌آید.
![[تصویر: diesel-15.png]](https://blog.faradars.org/wp-content/uploads/2018/08/diesel-15.png)
[list]
[*]ηdiesel: راندمان حرارتی سیکل دیزل
[*]α: نسبت انقطاعِ V3/V2 (نسبت حجم بعد به قبل از فرآیند احتراق)
[*]CR: نرخ تراکم
[*]K: نسبت Cp/Cv
[/list]مثال
موتوری را در نظر بگیرید که مبتنی بر سیکل دیزل کار می‌کند. در این سیکل ضریب تراکم و نسبت انقطاع به ترتیب برابر با CR=20:1 و α=۲ هستند. هوا در فشار ۱۰۰ کیلوپاسکال و دمای ۲۰ درجه (۲۹۳ کلوین) به سیلندری به حجم ۵۰۰ سانتی متر مکعب وارد می‌شود. ضرایب انتقال حرارت در حجم و فشار ثابت برای هوا برابر با مقادیر زیر هستند.
با توجه به ضرایب انتقال حرارت ارائه شده، مقدار k برابر با ۱.۴ است (نسبت Cp/Cv). با توجه به فرضیات زیر موارد زیر مطلوب است:
[list=1]
[*]جرم هوای ورودی در هر سیکل
[*]دمای T2
[*]فشار p2
[*]دمای T3
[*]مقدار حرارت اضافه شده در سوختن مخلوط هوا – سوخت موجود در سیلندر
[*]راندمان حرارتی این سیکل
[/list]۱. جرم هوای ورودی
هوای وارد شده به سیلندر را می‌توان با استفاده از قانون گاز ایده‌آل و به شکل زیر بیان کرد:
در رابطه بالا P , m , T , V , Rspecific به ترتیب برابر با ثابت گازها، حجم، دما، جرم و فشار برای هوای مفروض هستند. با جایگذاری این مقادیر در رابطه بالا، جرم هوای وارد شده به سیلندر برابر است با:
دمای T2
به‌منظور یافتن دمای T2 بایستی در ابتدا حجم را در حالت ۲ یافت و نهایتا با استفاده از رابطه مربوط به فرآیند آیزنتروپیک دمای مد نظر نیز بدست خواهد آمد.
با داشتن نسبت تراکم، حجم سیلندر در حالت ۲ به شکل زیر بدست می‌آید:
با استفاده از دو رابطه بالا دمای T2 برابر است با:
فشار p2
با بدست آمدن حجم در حالت ۲، می‌توان فشار را نیز در این حالت، به شکل زیر بدست آورد.
دمای T۳
با توجه به این‌که فرآیند ۳-۲، به صورت فشار ثابت اتفاق می‌افتد، بنابراین دما در حالت ۳ را می‌توان با استفاده از قانون گاز ایده‌آل، همانند زیر بدست آورد.
گرمای اضافه شده به سیکل
در بالا گفتیم که فرآیند فشار ثابت است که تزریق حرارت به سیکل را انجام می‌دهد. از این رو می‌توان با استفاده از رابطه مربوط به انتقال حرارت در فشار ثابت، انتقال انرژی مذکور را بدست آورد. بنابراین مقدار این انتقال حرارت برابر است با:
راندمان حرارتی سیکل
در بالا ثابت کردیم که راندمان یک سیکل دیزل برابر است با:
با جایگذاری مقادیر ارائه شده برای هوا در رابطه بالا، راندمان سیکل برابر با مقدار زیر بدست می‌آید.