{"id":45037,"date":"2019-10-17T05:20:06","date_gmt":"2019-10-17T04:20:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/quest-ce-que-lefficacite-thermique-pour-le-cycle-dotto-definition\/"},"modified":"2020-02-20T06:04:00","modified_gmt":"2020-02-20T05:04:00","slug":"quest-ce-que-lefficacite-thermique-pour-le-cycle-dotto-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-lefficacite-thermique-pour-le-cycle-dotto-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que l’efficacit\u00e9 thermique pour le cycle d’Otto – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
\n
L\u2019efficacit\u00e9 thermique du cycle d\u2019Otto selon l\u2019air est fonction du taux de compression et de \u03ba.\u00a0Un moteur automobile \u00e0 essence typique fonctionne \u00e0 environ 25% \u00e0 30% de l’efficacit\u00e9 thermique.\u00a0G\u00e9nie thermique<\/div>\n<\/div>\n
<\/div>\n
\n
\n
<\/div>\n

Efficacit\u00e9 thermique pour le cycle d’Otto<\/h2>\n

En g\u00e9n\u00e9ral ,\u00a0le\u00a0rendement thermique<\/strong><\/a>\u00a0,\u00a0<\/a>\u03b7\u00a0<\/em><\/strong><\/a>e<\/sub><\/em><\/strong><\/a>\u00a0, d’un moteur thermique est d\u00e9finie comme \u00e9tant le rapport entre le\u00a0travail<\/a>\u00a0qu’elle fait,\u00a0W<\/strong>\u00a0, \u00e0 la\u00a0chaleur<\/a>\u00a0d’ entr\u00e9e \u00e0 la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e, Q\u00a0H<\/sub>\u00a0.<\/p>\n

\"formule<\/a><\/p>\n

Le\u00a0rendement thermique<\/strong>\u00a0,\u00a0\u03b7\u00a0<\/em><\/strong>e<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, repr\u00e9sente la fraction de la\u00a0chaleur<\/strong>\u00a0,\u00a0Q\u00a0<\/strong>H<\/sub><\/strong>\u00a0, qui est converti\u00a0pour fonctionner<\/strong>\u00a0.\u00a0Etant donn\u00e9 que l’\u00a0\u00e9nergie est conserv\u00e9e en\u00a0fonction de la\u00a0premi\u00e8re loi de la\u00a0thermodynamique<\/strong><\/a>\u00a0et de l’\u00a0\u00e9nergie ne peut pas \u00eatre converties pour fonctionner compl\u00e8tement, l’apport de chaleur, Q\u00a0H<\/sub>\u00a0, doit \u00eatre \u00e9gal au travail effectu\u00e9, W, ainsi que\u00a0la chaleur qui doit \u00eatre dissip\u00e9e sous forme de\u00a0chaleur perdue Q\u00a0<\/strong>C<\/sub><\/strong>\u00a0dans le environnement.\u00a0Par cons\u00e9quent, nous pouvons r\u00e9\u00e9crire la formule pour l’efficacit\u00e9 thermique comme suit:<\/p>\n

\"formule<\/a><\/p>\n

La chaleur absorb\u00e9e se produit lors de la combustion du m\u00e9lange air-carburant, lorsque l\u2019\u00e9tincelle se produit, \u00e0 peu pr\u00e8s \u00e0 volume constant.\u00a0Comme pendant un\u00a0processus isochore,<\/a>\u00a0il n’y a pas de travail effectu\u00e9 par ou sur le syst\u00e8me, la\u00a0premi\u00e8re loi de la thermodynamique<\/strong>\u00a0dicte\u00a0\u2206U = Q.\u00a0<\/em>Par cons\u00e9quent, la chaleur ajout\u00e9e et rejet\u00e9e est donn\u00e9e par:<\/p>\n

Q\u00a0add<\/sub>\u00a0= mc\u00a0v<\/sub>\u00a0(T\u00a03<\/sub>\u00a0– T\u00a02<\/sub>\u00a0)<\/strong><\/p>\n

Q\u00a0out<\/sub>\u00a0= mc\u00a0v<\/sub>\u00a0(T\u00a04<\/sub>\u00a0– T\u00a01<\/sub>\u00a0)<\/strong><\/p>\n

En substituant ces expressions \u00e0 la chaleur ajout\u00e9e et rejet\u00e9e dans l’expression d’efficacit\u00e9 thermique, on obtient:<\/p>\n

\"Cycle<\/a><\/p>\n

Nous pouvons simplifier l’expression ci-dessus en utilisant le fait que les processus\u00a01 \u2192 2<\/strong>\u00a0et de\u00a03 \u2192 4<\/strong>\u00a0sont adiabatiques et que, pour un processus adiabatique, la formule suivante p, V, T est valide:<\/p>\n

\"processus<\/a><\/p>\n

\n
\n

On peut d\u00e9duire que:<\/span><\/p>\n

\"processus<\/a><\/p>\n

Dans cette \u00e9quation, le\u00a0<\/span>rapport V\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub>\u00a0\/ V\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0est appel\u00e9\u00a0<\/span>taux de compression CR<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Lorsque nous r\u00e9\u00e9crivons l’expression de l’efficacit\u00e9 thermique en utilisant le taux de compression, nous concluons que l’\u00a0efficacit\u00e9 thermique du\u00a0<\/span>cycle d’Otto standard de<\/span><\/strong>\u00a0l’\u00a0air<\/strong>\u00a0est fonction du\u00a0<\/span>taux<\/span><\/strong>\u00a0de\u00a0compression<\/strong>\u00a0et de\u00a0\u00a0<\/span>\u03ba = c\u00a0<\/span><\/strong>p<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0\/ c\u00a0<\/span><\/strong>v<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

\"efficacit\u00e9<\/a><\/p>\n

\"efficacit\u00e9<\/a>
Efficacit\u00e9 thermique pour le cycle d’Otto – \u03ba = 1,4<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

C’est une conclusion tr\u00e8s utile, car il est souhaitable d’atteindre un\u00a0<\/span>taux de compression \u00e9lev\u00e9<\/span><\/strong>\u00a0pour extraire plus d’\u00e9nergie m\u00e9canique d’une masse donn\u00e9e de m\u00e9lange air-carburant.\u00a0Un taux de compression plus \u00e9lev\u00e9 permet d’atteindre la m\u00eame temp\u00e9rature de combustion avec moins de carburant, tout en prolongeant le cycle de d\u00e9tente.\u00a0Cela cr\u00e9e plus de puissance m\u00e9canique et\u00a0<\/span>abaisse la temp\u00e9rature d’\u00e9chappement<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0L’abaissement de la temp\u00e9rature d’\u00e9chappement provoque l’abaissement de l’\u00e9nergie rejet\u00e9e dans l’atmosph\u00e8re.\u00a0Cette relation est repr\u00e9sent\u00e9e sur la figure pour \u03ba = 1,4, repr\u00e9sentant l’air ambiant.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
<\/div>\n

Taux de compression – Otto Engine<\/span><\/h2>\n

Le\u00a0<\/span>taux de compression<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>CR<\/span><\/strong>\u00a0, est d\u00e9fini comme le rapport du volume au point mort bas et du volume au point mort haut.\u00a0Il s’agit d’une caract\u00e9ristique cl\u00e9 pour de nombreux moteurs \u00e0 combustion interne.\u00a0Dans la section suivante, il sera montr\u00e9 que le\u00a0<\/span>taux de compression<\/span><\/strong>\u00a0d\u00e9termine l’\u00a0<\/span>efficacit\u00e9 thermique<\/span><\/strong>\u00a0du cycle thermodynamique utilis\u00e9 du moteur \u00e0 combustion.\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral, on souhaite avoir un taux de compression \u00e9lev\u00e9, car cela permet \u00e0 un moteur d’atteindre une efficacit\u00e9 thermique plus \u00e9lev\u00e9e.<\/span><\/p>\n

Par exemple, supposons un cycle Otto avec un taux de compression de CR = 10: 1. Le volume de la chambre est de 500 cm\u00b3 = 500 \u00d7 10\u00a0<\/span>-6<\/span><\/sup>\u00a0m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0(0,5 l) avant la course de compression.\u00a0Pour ce moteur\u00a0<\/span>un<\/span><\/strong>\u00a0ll requis volumes sont connus:<\/span><\/p>\n