O que é eficiência térmica para o ciclo de Atkinson – definição

O ciclo de Atkinson foi projetado para fornecer maior eficiência. A eficiência térmica do ciclo de Atkinson pode ser expressa em termos de taxa de compressão e taxa de expansão. Engenharia Térmica

Eficiência térmica para o ciclo de Atkinson

Em geral, a eficiência térmica , η th , de qualquer motor de calor é definida como a razão entre o trabalho que faz, W , para o calor de entrada a uma temperatura elevada, Q H .

fórmula de eficiência térmica - 1

eficiência térmica , η th , representa a fração de calor , H , que é convertida em trabalho . Como a energia é conservada de acordo com a primeira lei da termodinâmica e a energia não pode ser convertida para funcionar completamente, a entrada de calor, Q H , deve ser igual ao trabalho realizado, W, mais o calor que deve ser dissipado como calor residual Q C no meio Ambiente. Portanto, podemos reescrever a fórmula da eficiência térmica como:

fórmula de eficiência térmica - 2

O calor absorvido ocorre durante a combustão da mistura combustível-ar, quando a faísca ocorre, aproximadamente a volume constante. Como durante um processo isocórico não há trabalho realizado pelo sistema ou sobre ele, a primeira lei da termodinâmica determina ∆U = ∆Q.

Portanto, o calor adicionado e rejeitado é dado por:

add = mc v (T 3 – T 2 )

out = mc p (T 4 – T 1 )

Substituindo essas expressões pelo calor adicionado e rejeitado na expressão por eficiência térmica, obtém-se:

Ciclo de Atkinson - eficiência térmica

Além disso, pode-se derivar isso em termos de:

  • a razão V 1 / V 2 , que é conhecida como taxa de compressão – CR
  • a razão V 4 / V 3 , que é conhecida como taxa de expansão – ER.
  • κ = c p / c v

A expressão para eficiência térmica usando essas características é:

Ciclo de Atkinson - eficiência térmica2

Motor a gás Atkinson
Motor a gás Atkinson, como mostrado na Patente US 367496
Ciclo de Atkinson - diagrama pV
Ciclo de Atkinson – diagrama pV

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