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Moteurs à combustion

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ID:(1677, 0)



Éléments d'un réfrigérateur

Concept

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Le moteur Otto fonctionne selon deux cycles : le cycle Otto proprement dit, qui comprend les phases suivantes :

• Phase 1 à 2 : Compression adiabatique
• Phase 2 à 3 : Chauffage
• Phase 3 à 4 : Expansion adiabatique
• Phase 4 à 1 : Refroidissement

De plus, il possède un cycle pour vider les gaz brûlés et les remplir d'un nouveau mélange.



Pour cette raison, il est appelé un moteur deux temps. La phase de vidange et de remplissage peut être réalisée à l'aide d'une masse de compensation ou par le biais d'un second cylindre qui fonctionne en déphasage.

L'efficacité A efficacité ($\eta$) du moteur peut être estimée en utilisant le facteur de compressibilité Otto ($r$) et le indice adiabatique ($\kappa$) avec l'équation suivante :

$ \eta = 1-\displaystyle\frac{1}{ r ^{ \kappa -1}}$

ID:(11142, 0)



Facteur de compression $r$

Équation

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A efficacité ($\eta$) est finalement une fonction de le volume étendu ($V_1$) et le volume compressé ($V_2$), et en particulier, de le facteur de compressibilité Otto ($r$) :

$ r =\displaystyle\frac{ V_1 }{ V_2 }$

$r$
Facteur de compressibilité Otto
$-$
9959
$V_2$
Volume compressé
$m^3$
8498
$V_1$
Volume étendu
$m^3$
8497

L'expansion adiabatique est décrite à l'aide des variables le indice adiabatique ($\kappa$), a température à l'état 4 ($T_4$), a température à l'état 3 ($T_3$), le volume étendu ($V_1$) et le volume compressé ($V_2$) à travers la relation

$ T_4 V_1 ^{ \kappa - 1} = T_3 V_2 ^{ \kappa - 1}$



Tandis que la compression adiabatique est représentée par a température à l'état 1 ($T_1$) et a température à l'état 2 ($T_2$) à travers la relation

$ T_1 V_1 ^{ \kappa - 1} = T_2 V_2 ^{ \kappa - 1}$



En soustrayant la deuxième équation de la première, nous obtenons

$(T_4 - T_1)V_1^{\kappa-1} = (T_3 - T_2)V_2^{\kappa-1}$



Ce qui nous conduit à la relation

$\left(\displaystyle\frac{V_1}{V_2}\right)^{\kappa-1} = \displaystyle\frac{T_3 - T_2}{T_4 - T_1}$



Et cela nous permet de définir le facteur de compressibilité Otto ($r$) de la manière suivante :

$ r =\displaystyle\frac{ V_1 }{ V_2 }$

ID:(11162, 0)



Efficacité en fonction du facteur de compressibilité

Équation

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A efficacité ($\eta$) peut être calculé à partir de le facteur de compressibilité Otto ($r$) et le indice adiabatique ($\kappa$) dans le cas du cycle d'Otto en utilisant :

$ \eta = 1-\displaystyle\frac{1}{ r ^{ \kappa -1}}$

$\eta$
Efficacité
$-$
5245
$r$
Facteur de compressibilité Otto
$-$
9959
$\kappa$
Indice adiabatique
$-$
6661

A efficacité ($\eta$), en fonction de a température à l'état 1 ($T_1$), a température à l'état 2 ($T_2$), a température à l'état 3 ($T_3$) et a température à l'état 4 ($T_4$), est calculé à l'aide de l'équation suivante :

$ \eta =1-\displaystyle\frac{ T_4 - T_1 }{ T_3 - T_2 }$



Dans le cas de l'expansion adiabatique, elle est décrite à l'aide de le indice adiabatique ($\kappa$), le volume étendu ($V_1$) et le volume compressé ($V_2$) avec la relation suivante :

$ T_4 V_1 ^{ \kappa - 1} = T_3 V_2 ^{ \kappa - 1}$



Et la compression adiabatique est représentée par la relation suivante :

$ T_1 V_1 ^{ \kappa - 1} = T_2 V_2 ^{ \kappa - 1}$



Si nous soustrayons la deuxième équation de la première, nous obtenons :

$(T_4 - T_1)V_1^{\kappa-1} = (T_3 - T_2)V_2^{\kappa-1}$



Ce qui nous conduit à la relation :

$\left(\displaystyle\frac{V_1}{V_2}\right)^{\kappa-1} = \displaystyle\frac{T_3 - T_2}{T_4 - T_1}$



Cela nous conduit à la définition de le facteur de compressibilité Otto ($r$) avec l'équation suivante :

$ r =\displaystyle\frac{ V_1 }{ V_2 }$



Avec tous ces composants, l'efficacité d'un processus utilisant le cycle Otto peut être calculée comme suit :

$ \eta = 1-\displaystyle\frac{1}{ r ^{ \kappa -1}}$

.

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