Points saillants:
Contenu:
Cycle diesel
Le moteur diesel a vu le jour par Rudolph Diesel en 1892, et c'était quelque peu la modification du moteur SI en éliminant la bougie et en introduisant un injecteur de carburant. L'idée était de surmonter le problème de la compression du mélange air-carburant et de le remplacer par une simple compression d'air et fournir du carburant à haute pression et haute température pour le processus de combustion.
Définition du cycle diesel
Le cycle diesel ou cycle diesel idéal est le cycle de production d'énergie qui génère la cigogne de puissance à pression constante. Il est utilisé dans les moteurs à combustion interne alternatifs avec du carburant comme diesel.
Cycle de combustion diesel
L'entrée de travail requise dans le cycle diesel est pour la compression de l'air, et la sortie de travail est obtenue par la combustion de carburant provoquant la course motrice. La combustion est considérée comme étant à pression constante (processus isobare) entraînant une augmentation du volume et de la température.
Le processus commence par aspirer l'air atmosphérique dans le cylindre, puis le processus de compression a lieu, entraînant une augmentation de la pression et de la température de l'air.
A la fin de cette étape, l'air est à haute température et haute pression, juste un peu avant la fin de l'étape de compression, le carburant est ajouté par l'injecteur de carburant. lorsque le carburant entre en contact avec cet air à haute température et haute pression, il s'auto-enflamme et l'étape de combustion se produit.
La combustion du carburant d'enrichissement entraîne la génération de puissance, ce qui entraîne la course de puissance, c'est-à-dire que le piston est repoussé à haute, ce qui entraîne un rendement de travail supérieur à celui de la dernière étape, c'est-à-dire que l'épuisement a lieu, pour laisser sortir le gaz brûlé le cylindre.
Et puis, le processus est répété.
Pour obtenir une sortie continue, nous devons organiser le nombre de cylindres plutôt qu'un seul.
Diagramme pv du cycle diesel | cycle diesel ts | diagramme pv et t du cycle diesel | schéma pv ts cycle diesel | diagramme de cycle diesel
processus:
1'- 1 : aspiration d'air atmosphérique
L'air atmosphérique est aspiré dans le cylindre pour effectuer le processus de compression. lorsque le piston se déplace vers le bas vers le point mort bas.
système agit comme un système ouvert.
1-2 : Compression adiabatique isentropique
Le piston se déplace du bas du cylindre (BDC) au haut du cylindre (TDC), comprimant l'air de manière adiabatique, en maintenant l'entropie constante. Aucune interaction chaleur chaleur n'est prise en considération. Le système agit comme un système fermé.
2-3 : Ajout de chaleur à pression constante
juste avant la fin de la course de compression, le carburant est injecté à l'aide d'un collecteur de carburant, et ce mélange de carburant avec de l'air à haute température et à haute pression permet au carburant de s'auto-enflammer (contrairement au moteur à essence, le moteur diesel n'a pas bougie d'allumage pour aider le processus de combustion, il a un injecteur de carburant est placé pour insérer le carburant) et libérant la chaleur en grande quantité, provoquant la force à la tête du piston le faisant passer au BDC. Ce processus est réalisé sous pression constante. (Le processus réel n'est pas possible sous une pression constante). À un moment donné, il agit comme un système ouvert lorsque le carburant pénètre dans le système.
3-4 : Expansion adiabatique isentropique
Le piston se déplace du haut du cylindre (TDC) au bas du cylindre (BDC) en raison de la force résultant de la combustion. Et l'expansion a lieu à entropie constante. Aucune interaction thermique n'est prise en compte.
système agit comme un système fermé.
4-1-4' : Evacuation des gaz brûlés
Le gaz brûlé est évacué par l'orifice d'échappement pour démarrer le cycle suivant. système agit à nouveau comme un système ouvert. nous supposons que le processus d'épuisement a lieu à volume constant.
Analyse du cycle diesel
1. Le piston du moteur alternatif se déplace du point mort haut au point mort bas, provoquant une basse pression à l'intérieur du cylindre. À ce stade, l'orifice d'admission est laissé ouvert permettant à l'air atmosphérique riche en oxygène d'entrer dans le cylindre. Le système alternatif agit comme le système ouvert pendant ce processus, permettant à la masse d'entrer dans le système.
ce processus est effectué à une pression constante (1′-1)
A la fin de l'aspiration, le port est fermé, et le système agit comme un système fermé.
2. Le processus de cycle idéal commence lorsque le piston atteint le point mort bas et commence à se déplacer vers le point mort haut.
Le moteur alternatif joue comme un système fermé. L'air à l'intérieur du cylindre est comprimé par le piston. la compression est une compression isentro-adiabatique. (Pas de génération d'entropie et pas de prise en compte de la chaleur). En raison de la compression, l'air atteint une pression et une température élevées.
Avant que le piston n'atteigne le sommet du cylindre (TDC), le carburant passe par le collecteur jusqu'au cylindre.
Ce carburant introduit est sous forme de spray ; lorsque le carburant entre en contact avec l'environnement à haute pression et à haute température, il s'auto-enflamme (pas besoin de bougie), provoquant une libération d'énergie (l'énergie chimique est transformée en énergie thermique).
3. La production d'électricité réelle a lieu lors de ce processus ; la force élevée est générée lors de la combustion et force le piston du point mort haut au point mort bas. Le processus d'expansion a lieu à ce stade.
La force est transmise pour faire fonctionner le vilebrequin et générer l'énergie mécanique à partir de l'énergie thermique.
(Cette course est également connue sous le nom de course de puissance, dans un moteur à quatre temps, nous obtenons une course de puissance pour chaque rotation de deux tandis que dans deux temps, nous obtenons une course de puissance pour chaque rotation.)
4. Le gaz brûlé (résidus) doit être évacué du cylindre, ce qui fait que le travail est effectué par piston par
passer de BDC à TDC
Et le cycle unique est terminé.
(Si le moteur alternatif est à quatre temps, chaque opération a lieu séparément, tandis que pour deux temps, deux opérations sont effectuées simultanément.)
Dérivation du cycle diesel| formule cycle diesel
Chaleur rejetée :
Sortie de travail:
Ratio de compression
Taux d'expansion
Rapport de coupure :
nous pouvons corréler l'équation ci-dessus sous la forme ci-dessous :
Le taux de compression peut être défini comme le produit du taux d'expansion et du taux de coupure.
Voyons la dérivation de chaque processus individuel :
Processus 3-4 :
Processus 2-3 :
Processus 1-2 :
nous utiliserons ensuite ces valeurs de température pour obtenir l'équation d'efficacité.
L'efficacité de la dérivation du cycle diesel | efficacité du cycle diesel | dérivation de l'efficacité du cycle diesel | efficacité standard de l'air du cycle diesel | formule d'efficacité du cycle diesel | dérivation de l'efficacité du cycle diesel | rendement thermique du cycle diesel
Efficacité
En substituant T1,T2,T3 en eff enq
Taux de compression du cycle diesel
Le taux de compression du cycle diesel est le rapport entre le volume maximum disponible dans le cylindre lorsque le piston est au point mort bas (BDC) et le volume minimum disponible lorsque le piston est au PMH.
Formule de pression effective moyenne pour le cycle diesel
La pression effective moyenne est le rapport entre le réseau réalisé et le volume balayé
Ratio de coupure en cycle diesel
Le taux de coupure dans le cycle diesel est défini comme le rapport du volume après combustion au volume avant combustion.
Cycle semi-diesel
Cycle semi-diesel, également connu sous le nom de double cycle, est la combinaison des cycles otto et diesel.
Dans ce cycle semi-diesel/double, la chaleur est ajoutée à la fois à volume et à pression constants.
(il n'y a qu'une modification simple, la partie de chaleur ajoutée est sous le volume constant et une partie restante de chaleur est ajoutée à pression constante)
processus:
1-2 : Compression adiabatique isentropique :
L'air est comprimé de manière adiabatique, maintient l'entropie constante et aucune interaction thermique.
2-3 : Ajout de chaleur à volume constant :
juste avant la fin de la course de compression, c'est-à-dire que le piston atteint le PMH du cylindre, le carburant est
ajouté et la combustion a lieu à une condition isochore, (volume constant).
3-4 : Ajout de chaleur à pression constante
Une partie de la combustion est également réalisée à pression constante. et avec cette addition de chaleur est terminée.
4-5 : Expansion adiabatique isentropique
Maintenant, comme la grande quantité de force est générée, elle pousse le piston maintenant et provoque la course de puissance.
La sortie de travail est obtenue à ce stade.
5-6 : Volume constant Rejet de chaleur
À la fin, le gaz brûlé est évacué du système pour faire place à un apport d'air frais et effectuer le cycle suivant.
Diesel à deux temps
Un moteur diesel à deux temps, également appelé moteur diesel à deux temps, fonctionne de la même manière qu'un moteur diesel à quatre temps. Mais il donne une course motrice pour chaque tour tandis qu'un moteur à quatre temps donne une course motrice pour deux tours.
Il existe un orifice de transfert à l'intérieur du cylindre pour effectuer deux opérations simultanément.
Lorsque la compression a lieu, l'aspiration a également lieu.
Et lorsque l'expansion a lieu, l'entrée d'air riche en oxygène a lieu, laissant les gaz d'échappement brûler les gaz
Simultanément.
Différence entre le cycle diesel et otto| cycle diesel vs otto
Paramètres | Cycle diesel | Cycle d'Otto |
Définir | Le cycle diesel ou cycle diesel idéal est le cycle de production d'énergie où l'ajout de chaleur a lieu à pression constante. | Le cycle Otto est également le cycle de production d'énergie idéal, où l'ajout de chaleur a lieu à la condition isochore (volume constant.) |
Diagramme TS | ||
Processus | Deux isentropique ( 1-2 & 3-4) Un ajout de chaleur isobare (2-3) Un rejet de chaleur isochore (4-1) | Deux isentropique ( 1-2 & 3-4) une addition de chaleur isochore (2-3) un rejet de chaleur isochore (4-1) |
Ratio de compression | L'efficacité du cycle diesel est supérieure à celle du cycle Otto. | L'efficacité du cycle diesel est inférieure à celle du cycle Otto. |
Même taux de compression | L'efficacité du cycle diesel est inférieure à celle du cycle Otto. | L'efficacité du cycle diesel est supérieure à celle du cycle Otto. |
Même pression maximale | L'efficacité du cycle diesel est inférieure à celle du cycle Otto. | L'efficacité du cycle diesel est supérieure à celle du cycle Otto. |
Candidature | Le cycle diesel est utilisé pour le moteur diesel/IC | Le cycle Otto est utilisé pour le moteur Essence/SI |
différence entre le cycle diesel otto cycle et le cycle double
Paramètres | Cycle diesel | Cycle d'Otto | Double cycle |
Définir | Le cycle diesel ou cycle diesel idéal est le cycle de production d'énergie où l'ajout de chaleur a lieu à pression constante. | Le cycle Otto est également le cycle de production d'énergie idéal, où l'ajout de chaleur a lieu à la condition isochore (volume constant.) | Le cycle double ou semi-diesel est une combinaison des cycles Otto et diesel. Dans ce cycle, la chaleur est ajoutée à la fois dans des conditions isochoriques (volume constant) et isobares (pression constante). |
Diagramme TS | |||
Processus | Deux isentropique (1-2&3-4 ) Un ajout de chaleur isobare (2-3) Un rejet de chaleur isochore (4-1) | Deux isentropiques (1-2 & 3-4) une addition de chaleur isochore (2-3) un rejet de chaleur isochore ( 4-1) | Deux isentropique ( 1-2 & 4-5) Une addition de chaleur isochore (2-3) Un ajout de chaleur isobare (3-4) Un rejet de chaleur isochore (4-1) |
Ratio de compression | Le taux de compression est de 15-20 | Le taux de compression est de 8-10 | Le taux de compression est de 14 |
Même taux de compression | L'efficacité du cycle diesel est supérieure à celle du cycle Otto. | L'efficacité du cycle diesel est inférieure à celle du cycle Otto. | L'efficacité est comprise entre les deux cycles (c'est-à-dire Otto et Diesel) |
Même pression maximale | L'efficacité du cycle diesel est inférieure à celle du cycle Otto. | L'efficacité du cycle diesel est supérieure à celle du cycle Otto. | L'efficacité est comprise entre les deux cycles (c'est-à-dire Otto et Diesel) |
Candidature | Le cycle diesel est utilisé pour le moteur diesel/IC | Le cycle Otto est utilisé pour le moteur Essence/SI | Le double cycle est utilisé pour le moteur IC. |
Application du cycle diesel
Moteurs diesel à combustion interne :
- Moteurs automobiles
- Navires et applications maritimes
- Véhicules de transport.
- machines utilisées pour l'agriculture
- engins et engins de chantier
- militaire et défense
- HVAC
- Production d'électricité
Avantages du moteur diesel
Les nouvelles avancées ont rendu les performances du moteur diesel assez bonnes, il est moins bruyant et a un faible coût de maintenance.
Les moteurs diesel sont fiables et robustes.
Pas besoin de bougie d'allumage, le carburant utilisé est de nature auto-inflammable.
le coût du carburant est également faible par rapport à l'essence.
problèmes d'échantillon de cycle diesel | exemple de cycle diesel | problèmes d'exemple de cycle diesel
Q1.Avec un taux de compression de 14 et une coupure à 6 %, quelle sera l'efficacité du cycle diesel ?
Rép=
Rapport de coupure,
%
Q2. Cycle diesel standard avec un taux de compression de 16, la chaleur est ajoutée à une pression constante de 0.1 MPa. La compression commence à 15 degrés Celsius et atteint 1480 degrés Celsius à la fin de la combustion.
Trouvez les éléments suivants :
1. Ratio de coupure
2. Chaleur ajoutée/kg d'air
3. Efficacité
4. député européen
Rép=
T1= 273 + 15 = 288K
p1= 0.1 MPa = 100 KN/m2
T3 = 1480 + 273 = 1735K
(a) Taux de coupure :
(b) Chaleur fournie :
chaleur rejetée,
(c) Efficacité du cycle =
%
Peut également être déterminé par;
%
(d) pression effective moyenne (MEP) :
FAQ
Cycle Otto vs efficacité du cycle diesel
Au même taux de compression: l'efficacité du cycle diesel est supérieure à celle du cycle Otto.
À la même pression maximale : l'efficacité du cycle diesel est inférieure à celle du cycle Otto.
Diagramme du cycle diesel
1'- 1 : aspiration d'air atmosphérique
1-2 : Compression adiabatique
2-3 : Ajout de chaleur à pression constante (injection de carburant et combustion)
3-4 : Expansion adiabatique
4-1-4' : Evacuation des gaz brûlés
Lorsque l'efficacité du cycle diesel se rapproche de l'efficacité du cycle Otto
L'efficacité du cycle diesel se rapproche de l'efficacité du cycle Otto lorsque le rapport de coupure approche zéro.
Pourquoi les moteurs utilisant le cycle Diesel sont-ils capables de produire plus de couple que les moteurs utilisant le cycle Otto
Le moteur diesel a un taux de compression plus élevé que le moteur à cycle Otto.
La combustion dans le cycle diesel a lieu au PMH à la fin de la course de compression et provoque le déplacement du piston vers le bas. Alors que dans le Cycle d'Otto, la combustion du moteur a lieu lorsque le piston se déplace légèrement vers le PMB et contribue à acquérir de la vitesse.
Le gazole est plus dense que l'essence (utilisée dans le cycle Otto), qui génère plus d'énergie en termes de puissance.
De plus, le facteur de taille compte; la longueur de course et le diamètre d'alésage du moteur diesel sont supérieurs à la Cycle d'Otto moteur.
Pourquoi l'essence ne peut-elle pas être utilisée dans un cycle diesel.
La volatilité de l'essence est beaucoup plus élevée que celle du diesel ; même avant la fin de la course de compression, la haute pression évaporera le carburant.
Par conséquent, l'essence s'enflammera dans la matière incontrôlée, provoquant une détonation et des ratés d'allumage.
cela entraînera des dommages au cylindre, il ne faut donc jamais démarrer le moteur si une telle incidence se produit. Il est conseillé de contacter la personne concernée pour retirer l'essence du moteur.
Pourquoi le cycle diesel ne s'applique-t-il qu'aux gros moteurs à basse vitesse
Le cycle diesel utilise du carburant qui est plus visqueux et la puissance produite en termes de couples est plus importante.
lorsque nous besoin d'une application de charge élevée, nous ne pouvons pas utiliser de moteur à essence car l'efficacité sera moindre pour les conditions de chargement et consommera plus de carburant.
par conséquent, le moteur diesel sera bénéfique ici où la puissance produite est plus à basse vitesse.
pour plus d'articles liés à Génie Mécanique visitez notre site .
L'équipe TechieScience Core SME est un groupe d'experts expérimentés dans divers domaines scientifiques et techniques, notamment la physique, la chimie, la technologie, l'électronique et le génie électrique, l'automobile et le génie mécanique. Notre équipe collabore pour créer des articles de haute qualité et bien documentés sur un large éventail de sujets scientifiques et technologiques pour le site Web TechieScience.com.
Toutes nos PME seniors ont plus de 7 ans d'expérience dans les domaines respectifs. Ils sont soit des professionnels de l'industrie, soit associés à différentes universités. Référer Nos auteurs Page pour en savoir plus sur nos principales PME.
Bonjour cher lecteur,
Nous sommes une petite équipe chez Techiescience, travaillant dur parmi les grands acteurs. Si vous aimez ce que vous voyez, partagez notre contenu sur les réseaux sociaux. Votre soutien fait une grande différence. Merci!