Efficacité thermique pour le cycle d’Atkinson
En général , le rendement thermique , η e , d’un moteur thermique est définie comme étant le rapport entre le travail qu’elle fait, W , à la chaleur d’ entrée à la température élevée, Q H .
L’ efficacité thermique , η th , représente la fraction de chaleur , Q H , qui est convertie en travail . Puisque l’énergie est conservée selon la première loi de la thermodynamique et que l’énergie ne peut pas être convertie pour fonctionner complètement, l’apport de chaleur, Q H , doit être égal au travail effectué, W, plus la chaleur qui doit être dissipée sous forme de chaleur résiduelle Q C dans le environnement. Par conséquent, nous pouvons réécrire la formule de l’efficacité thermique comme suit:
La chaleur absorbée se produit pendant la combustion du mélange carburant-air, lorsque l’étincelle se produit, à peu près à volume constant. Puisqu’au cours d’un processus isochore, aucun travail n’est effectué par ou sur le système, la première loi de la thermodynamique dicte ∆U = ∆Q.
Par conséquent, la chaleur ajoutée et rejetée est donnée par:
Q add = mc v (T 3 – T 2 )
Q out = mc p (T 4 – T 1 )
En substituant ces expressions à la chaleur ajoutée et rejetée dans l’expression pour l’efficacité thermique, on obtient:
En outre, on peut déduire qu’en termes de:
- le rapport V 1 / V 2 , connu sous le nom de taux de compression – CR
- le rapport V 4 / V 3 , connu sous le nom de rapport d’expansion – ER.
- κ = c p / c v
L’expression d’efficacité thermique utilisant ces caractéristiques est:
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