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Cycle diesel théorique

Cycle diesel théorique

Le cycle diesel théorique est le cycle théorique d'un moteur diesel, également connu sous le nom de moteur à allumage par compression.

Le cycle théorique d'un moteur thermique est une approximation théorique de son fonctionnement pour calculer sa performance.

Le cycle d'un moteur à combustion interne est constitué par les transformations physiques et chimiques subies par le carburant lors de son passage à l'intérieur du moteur.

L'étude d'un cycle réel prenant en compte toutes les nombreuses variables, représente un problème très complexe. Pour cette raison, il est généralement simplifié en recourant à des approximations théoriques, basées sur différentes hypothèses simplifiées.

La différence fondamentale entre le cycle Otto et le cycle diesel est dans la phase d'introduction de la chaleur. Dans le cycle Otto, la chaleur est introduite à volume constant, tandis que dans le cycle diesel, elle est effectuée à pression constante. Une autre différence entre les deux cycles réside dans les valeurs du taux de compression, qui varie de 12 à 22 pour le moteur diesel, alors qu'il oscille seulement entre 6 et 10 pour les moteurs à essence ou à essence Otto.

Schéma du cycle diesel théorique

Cycle diesel théorique Comme on le voit sur la figure, le cycle diesel idéal consiste en quatre lignes thermiques qui représentent:

  • Compression adiabatique. Sans échange de chaleur (1-2);
  • Introduction de la chaleur à pression constante (2-3);
  • Expansion adiabatique. Sans échange de chaleur (3-4);
  • Expulsion de chaleur à volume constant (4-1).

Performance thermique idéale du cycle diesel théorique

Pendant la transformation 2-3 de l'introduction de la chaleur Q1 à la pression constante, le piston entre en action, et par conséquent, le fluide produit le travail:

Par conséquent, l'équation d'énergie sans flux devient

et l'enthalpie h du fluide est donnée par l'expression

L'équation se transforme en

Parce que le fluide est un gaz parfait, on peut utiliser, pour sa variation d'enthalpie à pression constante, l'expression

Ensuite, la chaleur introduite aura la valeur suivante:

Il faut noter que dans une transformation avec introduction de chaleur à pression constante, la valeur de l'enthalpie du fluide actif varie, tandis que dans le cas de la transformation à volume constant, la variation de l'énergie interne du fluide varie. Comme la soustraction de la chaleur Q2 est effectuée comme dans le cycle otto, nous pouvons écrire:

Q2 = U4-U1

et comme le fluide est un gaz parfait et le cycle est idéal:

Q2 = Cv (T4-T1).

Par conséquent, la performance thermique idéale du cycle diesel théorique est valide:

il = (chaleur fournie - chaleur soustraite) / chaleur fournie


expression totalement analogue à celle trouvée pour la performance idéale du cycle théorique otto.

Pour la transformation 2-3 de combustion à pression constante, nous avons:

Pour les transformations adiabatiques 1-2 de compression et 3-4 d'expansion, nous avons, respectivement:

 

D'où:

et comme ils sont V4 = V1 et T3 / T2 = V3 / V2, vous pouvez écrire:

En remplaçant cette expression par la performance thermique idéale, il en résulte:

indiquant avec t & rsquo; la relation entre les volumes V3 et V2 à la fin et au début, respectivement, de la phase de combustion à pression constante, à laquelle on donnera le nom de "relation de combustion à pression constante", et rappelant que

 

Finalement, nous obtenons l'expression de la performance thermique idéale du cycle diesel théorique:

Performance thermique idéale du cycle diesel théorique


Dans cette expression nous voyons que c'est pour le cycle diesel, la fonction du taux de compression, de la relation de combustion à pression constante et la relation k entre les chaleurs spécifiques.

Expressions performance thermique des cycles de otto et diesel ne diffèrent que par le terme entre parenthèses, qui est toujours supérieur à 1, et apparaît donc clairement que le rapport égal compression I est plus grand pour le cycle otto que pour le cycle diesel. La réduction de t & rsquo;, qui est, la chaleur introduite dans la performance du cycle de pression constante diesel I se rapproche du cycle de Otto, qui coïncide pour t & rsquo ;. = 1

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Dernier examen: 14 avril 2018

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