레누아 사이클

Lenoir cycle
레누아르 가스 엔진 1860

Lenoir 사이클펄스 제트 엔진을 모델링하는 데 종종 사용되는 이상적인 열역학 사이클이다. 1860년 장 조셉 에티엔 레뇨르가 특허를 낸 엔진의 가동을 바탕으로 한 것이다. 이 엔진은 흔히 상업적으로 생산된 최초의 내연기관으로 여겨진다. 설계에 압축 프로세스가 없을 경우 열 효율이 더욱 잘 알려진 오토 사이클디젤 사이클보다 낮아진다.

사이클

사이클에서 이상적[1][2] 기체는

1–2: 일정한 체적(소열) 열 첨가;
2-3: 등방성 팽창;
3–1: 일정한 압력(이소바르식) 열 제거.

팽창 프로세스는 등방성이므로 열 상호작용이 없다. 에너지는 등축열 때 열로 흡수되고 등방성 팽창 시 작업으로 거부된다. 폐열은 작업을 다소 소모하는 등분압 냉각 시 거부된다.

일정 부피 열 추가(1–2)

전통적인 Lenoir 사이클의 이상적인 가스 버전에서, 1단계(1–2)는 일정한 체적 방식으로 열을 추가하는 것을 포함한다. 이로써 열역학 제1법칙에 2 = v (2 - 1 {}1}}-{1이(가) 다음과 같이 된다.

볼륨이 일정하게 유지되므로 프로세스 중에 작업이 없음: =∫ 1 V= int _

이상적인 가스에 대한 일정한 체적 특정 가열 정의에서 = -

여기서 R은 이상적인 기체 상수이고 γ은 특정 고기의 비율(각각 287J/(kg·K)과 1.4)이다. 열 첨가 후의 압력은 이상적인 가스 법칙으로부터 계산할 수 있다: 2 2= T

등방성 팽창(2-3)

2단계(2~3단계)는 원래 압력으로 되돌아가는 역방향 단열 팽창과 관련이 있다. 열역학 제2법칙에 따라 다음과 같은 결과가 발생하는 것은 등방성 과정에 대해 결정할 수 있다.

여기서 = 주기에 p 1 {\ p_{3 열역학 제1 법칙은 이 확장 프로세스에 대해 다음과 같은 결과를 낳는다: W =∫ 2 3 } _{2}^{3 왜냐하면 3 = 0 {\displaystyle

일정 압력 열 제거(3–1)

최종 단계(3–1)는 원래 상태로 되돌아가는 일정한 압력 열 제거를 포함한다. 열역학 제1법칙에서 찾을 수 있는 것은: - W = - U .

작업의 정의로부터: 1= p V= p - V ) , we recover the following for the heat rejected during this process: .

As a result, we can determine the heat rejected as follows: . For an ideal gas, .

효율성

서로 다른 압축비로 오토 사이클과 레노아르 사이클의 효율을 비교한 그림. 그래프에서 볼 수 있듯이, 오토 사이클 효율은 주어진 비율에서 항상 더 크다.

사이클의 전반적인 효율은 Lenoir 사이클의 경우 동일한 열 입력에 대한 총 작업에 의해 결정된다.

팽창 프로세스에서는 작업을 얻지만 열 제거 프로세스에서는 일부 작업이 손실된다는 점에 유의하십시오. 또는 열역학 제1 법칙을 사용하여 흡수된 열과 거부된 열의 측면에서 효율을 높일 수 있다.

이를 활용하면, 이소바라크 공정의 경우3 T/T1 = V3/V1, 단소 공정의 경우 T2/T3 = (V3/V1)γ−1 압축비 측면에서 효율을 나타낼 수 있다.

여기서 r = V3/V1 1 >로 정의된다. 이를 오토 사이클의 효율성과 그래픽으로 비교하면 주어진 압축비에서 오토 사이클이 더 효율적이라는 것을 알 수 있다. 또는 공정 2-3에 의해 주어진 관계를 이용하여 효율p r = p2/p3,[2] 압력비,

사이클 다이어그램

Lenoir 사이클의 PV 다이어그램
Lenoir 사이클의 TS 다이어그램

참조

  1. ^ V. Ganesan (7 July 2008). Internal Combustion Engines. Tata McGraw-Hill Publishing Company. ISBN 9780070648173. Retrieved 2013-04-04.
  2. ^ Jump up to: a b Gupta, H. N. (2013-05-19). Fundamentals of Internal Combustion Engines (2nd ed.). PHI Learning Pvt. Ltd. p. 60. ISBN 9788120346802. Retrieved 2020-05-19.