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Lenoir循环_

admin | 2018-10-07 19:35 浏览数:
Lenoir循环 Lenoir循环是一个理想化的热力循环,常用于模拟脉冲喷气发动机。它基于Jean Joseph Etienne Lenoir于1860年获得专利的发动机。该发动机通常被认为是第一台商用生产的内燃机。设计中不存在任何压缩过程会导致比众所周知的奥托循环和柴油循环更低的热效率。 在这个循环中,理想气体经历[1] 膨胀过程是等熵的,因此不涉及热量相互作用。能量在等容加热期间作为热量被吸收,并在等熵膨胀期间作为工作被拒绝。在等压冷却过程中废热会消耗一些功。 在传统Lenoir循环的理想气体版本中,第一阶段(1-2)涉及以恒定体积的方式添加热量。这导致了热力学第一定律的以下结果: 1 Q 2 = 米 C v ( Ť 2 - Ť 1 ) {\\ displaystyle {} _ {1} Q_ {2} = mc_ {v} \\ left({T_ {2} -T_ {1}} \\ right)} 在这个过程中没有工作,因为音量保持不变: 1 w ^ 2 = ∫ 1 2 p d V = 0 {\\ displaystyle {} _ {1} W_ {2} = \\ int \\ limits _ {1} ^ {2} {pdV} = 0} 并且从理想气体的定容比热定义: C v = [R γ - 1 {\\ displaystyle c_ {v} = {\\ frac {R} {\\ gamma -1}}} 其中R是理想气体常数,γ是比热比(分别约为287 J /(kg·K)和1.4)。加热后的压力可以根据理想的气体定律来计算: p 2 V 2 = [R Ť 2 {\\ displaystyle p_ {2} V_ {2} = RT_ {2}} 第二阶段(2-3)涉及流体的可逆绝热膨胀回到其原始压力。可以确定等熵过程的热力学第二定律结果如下: Ť 2 Ť 3 = ( p 2 p 3 ) γ - 1 γ = ( V 3 V 2 ) γ - 1 {\\ displaystyle {\\ frac {T_ {2}} {T_ {3}}} = \\ left({\\ frac {p_ {2}} {p_ {3}}} \\ right)^ {\\ textstyle {{\\ gamma -1} \\ over \\ gamma}} = \\ left({\\ frac {V_ {3}} {V_ {2}}} \\ right)^ {\\ gamma -1}} 哪里 p 3 = p 1 {\\ displaystyle p_ {3} = p_ {1}}  为这个特定的周期。热力学的第一定律在这个扩展过程中产生以下结果: 2 w ^ 3 = ∫ 2 3 p d V {\\ displaystyle {} _ {2} W_ {3} = \\ int \\ limits _ {2} ^ {3} {pdV}}  因为对于绝热过程: 2 Q 3 = 0 {\\ displaystyle {} _ {2} Q_ {3} = 0} 最后阶段(3-1)涉及回到原始状态的恒压排热。根据热力学第一定律,我们发现: 3 Q 1 - 3 w ^ 1 = ü 1 - ü 3 {\\ displaystyle {} _ {3} Q_ {1} - {} _ {3} W_ {1} = U_ {1} -U_ {3}} 。 从工作的定义来看: 3 w ^ 1 = ∫ 3 1 p d V = p 1 ( V 1 - V 3 ) {\\ displaystyle {} _ {3} W_ {1} = \\ int \\ limits _ {3} ^ {1} {pdV} = p_ {1} \\ left({V_ {1} -V_ {3}} \\ right )} ,我们恢复了以下过程中所排放的热量: 3 Q 1 = ( ü 1 p 1 V 1 ) - ( ü 3 p 3 V 3 ) = H 1 - H 3 {\\ displaystyle {} _ {3} Q_ {1} = \\ left({U_ {1} p_ {1} V_ {1}} \\ right) - \\ left({U_ {3} p_ {3} V_ {3}} \\右)= H_ {1} -H_ {3}} 。 因此,我们可以确定排除的热量如下: 3 Q 1 = 米 C p ( Ť 1 - Ť 3 ) {\\ displaystyle {} _ {3} Q_ {1} = mc_ {p} \\ left({T_ {1} -T_ {3}} \\ right)}  从恒压比热定义理想气体: C p = γ [R γ - 1 {\\ displaystyle c_ {p} = {\\ frac {\\ gamma R} {\\ gamma -1}}} 。 循环的整体效率取决于热输入的总工作量,对Lenoir循环而言等于 η Ť H = 2 w ^ 3 3 w ^ 1 1 Q 2 {\\ displaystyle \\ eta _ {th} = {\\ frac {{} _ {2} W_ {3} {} _ {3} W_ {1}} {{} _ {1} Q_ {2}}}} 。请注意,我们在扩张过程中获得了工作,但在排热过程中会损失一些。

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