Thermische Effizienz für den Atkinson-Zyklus
Im allgemeinen wird die thermischen Wirkungsgrad , η th , ein Wärmekraftmaschine ist als das Verhältnis der definierten Arbeits es tut, W , an den Wärmeeingang bei der hohen Temperatur, Q H .
Der thermische Wirkungsgrad , η th , stellt den Anteil an Wärme , Q H , die konvertiert wird , zu arbeiten . Da Energie nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik eingespart wird und Energie nicht vollständig in Arbeit umgewandelt werden kann , muss der Wärmeeintrag Q H gleich der geleisteten Arbeit W plus der Wärme sein, die als Abwärme Q C an die abgegeben werden muss Umgebung. Daher können wir die Formel für den thermischen Wirkungsgrad wie folgt umschreiben:
Die absorbierte Wärme tritt während der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches auf, wenn der Funke ungefähr bei konstantem Volumen auftritt. Da während eines isochoren Prozesses keine Arbeit von oder am System ausgeführt wird, schreibt der erste Hauptsatz der Thermodynamik ∆U = ∆Q vor.
Daher ist die hinzugefügte und abgegebene Wärme gegeben durch:
Q add = mc v (T 3 – T 2 )
Q out = mc p (T 4 – T 1 )
Das Ersetzen der Ausdrücke für die Wärme, die hinzugefügt und im Ausdruck für die thermische Effizienz verworfen wird, ergibt:
Darüber hinaus kann abgeleitet werden, dass in Bezug auf:
- das Verhältnis V 1 / V 2 , das als Kompressionsverhältnis – CR bekannt ist
- das Verhältnis V 4 / V 3 , das als Expansionsverhältnis – ER bekannt ist.
- κ = c p / c v
Der Ausdruck für den thermischen Wirkungsgrad unter Verwendung dieser Eigenschaften lautet:
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