Spalovací motory využívající kapalná uhlovodíková paliva jsou vysoce účinné měniče energie pro mobilní aplikace. Poptávka po účinnějších motorech roste a pro zvýšení tepelné účinnosti spalovacích motorů byly vyvinuty různé metody, jako je přeplňování turbodmychadlem, turbokompounding, organický Rankinův cyklus a termoelektrické generátory. Technologie rekuperace odpadního tepla byly implementovány k rekuperaci energie vyřazené do životního prostředí chladicími a výfukovými systémy. Účinnost spalovacích motorů lze zlepšit rekuperací odpadního tepla a implementací pokročilých technologií, jako je zmenšování motorů, pokročilé řízení motoru a alternativní paliva. Naproti tomu motory s vnějším spalováním, jako jsou parní stroje, mají nižší tepelnou účinnost v důsledku tepelných ztrát ve vnějším zdroji tepla a procesu přenosu tepla. Proto jsou spalovací motory obecně účinnější než motory s vnějším spalováním.
Odpovědi ze 5 nejlepších prací
Přidat sloupce (1)
Více filtrů
Ledna 01 2014
2 Citace
Otevřený přístup • Rezervovat
Robert Stephens , Thomas Cox , David Christopher Cox — Zobrazit méně +2 více
Srpna 23 2013
388 Citace
Listopadu 03 2011
3 Citace
Otevřený přístup • Článek v časopise • DOI
Fernando Fusco Rovai , Carlos Eduardo Keutenedjian Mady — Zobrazit méně +1 více
09. října 2022 – Engenharia térmica
1 Citace
Kapitola knihy • DOI
Sarthak Baweja , Rajan Kumar — Zobrazit méně +1 více
Ledna 01 2021
Moje sloupky
Zobrazit další papíry
Související otázky
Je spolehlivost test–retest testem interní nebo externí spolehlivosti? 4 odpovědi Spolehlivost testu-retestu je typ spolehlivosti, který měří konzistenci testu, když je opakován na stejném vzorku v různých časových bodech. Je to měřítko stability nebo konzistence odpovědí nebo skóre testů v průběhu času. Spolehlivost test-retest je tedy testem vnitřní spolehlivosti, protože zkoumá konzistenci výsledků v rámci stejného testu nebo měření.
Co má větší vliv na dopravní nehody, vnitřní nebo vnější faktory? 5 odpovědí Vnitřní faktory, jako je psychický stav a kognitivní kapacita řidiče, mají významný vliv na dopravní nehody. Počáteční úroveň stresu a únavy řidiče může silně ovlivnit stres, chování při řízení a únavu, což vede ke zhoršení řízení a nedodržování dopravních předpisů. Řízení v ospalosti je identifikováno jako vnitřní faktor, který přispívá k dopravním nehodám. Na druhé straně, vnější faktory, včetně počasí, stavu vozovky, dopravních značek a designu silničních zařízení, také hrají roli při způsobení nehod. Analýza údajů o dopravních nehodách odhaluje vztahy mezi faktory vnějšího prostředí/prostředí, řidiče, silnice, vozidla a povahy nehodovosti. Stav vozovky má navíc vliv na bezpečnost provozu a interakce mezi řidičem a dopravním prostředím ovlivňuje počet nehod. Na dopravní nehodovosti se proto podílejí vnitřní i vnější faktory.
Co má statisticky větší vliv na dopravní nehodovost, vnitřní nebo vnější faktory? 5 odpovědí Statisticky významný vliv na dopravní nehodovost mají vnitřní faktory. Studie ukázaly, že proměnné, jako je chování řidiče a normy bezpečnosti silničního provozu, hrají zásadní roli při určování počtu smrtelných nehod na silnici. Věk byl také identifikován jako vlivný parametr v míře nehod. Teorie interakce mezi řidičem a dopravním prostředím navíc naznačuje, že podmínky na silnici mohou ovlivnit pravděpodobnost nehody. Bylo zjištěno, že faktory jako povětrnostní podmínky, defekty vozovky a geometrie vozovky přispívají ke vzniku nehod. Kromě toho byly jako příčina dopravních nehod identifikovány vnitřní faktory, jako je jízda v ospalém stavu. Celkově lze říci, že zatímco na dopravní nehodovost mají vliv vnitřní i vnější faktory, zdá se, že významnější statistický vliv mají faktory vnitřní.
Jaké jsou podobnosti mezi srovnávací metodou a vnitřními rekonstrukcemi? 5 odpovědí Komparativní metoda a vnitřní rekonstrukce sdílejí podobnosti v přístupu k jazykové analýze. Obě metody zahrnují použití analýzy založené na datech k odhalení prehistorie jazyků nebo jazykových rodin. Srovnávací rekonstrukce, jako metoda řízená daty, je považována za spolehlivější než vnitřní rekonstrukce. Je však důležité poznamenat, že každá srovnávací rekonstrukce je založena na výchozím předpokladu, který je výsledkem abduktivního závěru používaného při vnitřní rekonstrukci. Proto má každá srovnávací rekonstrukce jádro sestávající z vnitřní rekonstrukce. To je zvláště důležité v syntaktické rekonstrukci, kde se premisa, že jazykové struktury a jejich změny řídí principy univerzální gramatiky a gramatiky, osvědčuje při vysvětlování specifických jazykových jevů.
Co jsou vnější faktory? 5 odpovědí Vnější faktory se týkají vlivů a podmínek, které existují mimo organizaci nebo jednotlivce a mohou ovlivnit jejich chování, rozhodnutí a výsledky. Tyto faktory lze klasifikovat do různých kategorií na základě kontextu, ve kterém se o nich diskutuje. V kontextu organizační teorie mohou vnější faktory zahrnovat prvky vnějšího prostředí, které ovlivňují fungování a výkonnost firmy, jako jsou tržní podmínky, konkurence a regulační rámce. V kontextu atopické dermatitidy mohou vnější faktory zahrnovat genetické mutace, kožní dysbiózu, časté kožní infekce, kontaktní alergie a znečištění životního prostředí. V kontextu lingvistiky mohou vnější faktory odkazovat na dynamické síly, které ovlivňují změnu jazyka a stabilitu, jako jsou vědecké, kulturní a politické oblasti. Celkově vnější faktory hrají významnou roli při utváření a ovlivňování různých aspektů organizací, jednotlivců a jevů v různých oblastech.
Jaký je vnitřní a vnější faktor, který ovlivňuje efektivitu operačního sálu? 5 odpovědí Mezi vnitřní faktory, které ovlivňují efektivitu operačního sálu, patří kvalita prostředí, jako je teplota, vlhkost, větrání, osvětlení a hluk. Přesné plánování a snížení zpoždění jsou navíc důležitými interními faktory, které přispívají ke zvýšení efektivity. Mezi vnější faktory, které ovlivňují efektivitu operačního sálu, patří faktory související s péčí o pacienta, jako je předoperační hodnotící testování, index tělesné hmotnosti pacienta a klasifikace fyzického stavu Americkou společností anesteziologů (ASA). Kromě toho faktory, jako je chirurgická specializace, počet denních výkonů a kalendářní rok, také hrají roli ve zpoždění a účinnosti OR. Řešením těchto interních a externích faktorů mohou nemocnice zlepšit efektivitu operačních sálů, výsledky pacientů a finanční výkonnost.
Můžeme podle Carnotova vzorce účinnosti $eta=1-T_C/T_H$ říci, že motory automobilů jsou účinnější v chladných dnech, kdy je $T_C$ (teplota okolí) nižší než v horkých dnech?
397 5 5 stříbrných odznaků 14 14 bronzových odznaků
zeptal se 28. ledna 2015 v 13:24
4,164 6 6 zlaté odznaky 33 33 stříbrných odznaků 59 59 bronzových odznaků
$begingroup$ Je skutečně rozumné nebo pravdivé předpokládat, že teplota výfukových plynů auta je venkovní teplotou? AKA, proč se nedotknout výfukového potrubí? $endgroup$
28. ledna 2015 v 13:54
$begingroup$ Ve skutečnosti jsou méně účinné, jak bylo zjištěno experimentálním měřením mpg. V létě mám průměr kolem 72-74 mpg (hybrid Honda Insight), v zimě jen 66-68. $endgroup$
28. ledna 2015 v 17:48
$begingroup$ Kromě účinnosti je studený vzduch hustší, a proto obsahuje více kyslíku na jednotku objemu. U motoru bez turbokompresoru více kyslíku spolknutého pístem znamená, že můžete vstřikovat více paliva za cyklus (a přesto vše reagovat s kyslíkem). To vám umožňuje získat více „oompf“ z vašeho motoru při nižší teplotě, ale jak ukazují odpovědi zde, je to pravděpodobně na úkor nižší termodynamické účinnosti. $endgroup$
28. ledna 2015 v 18:04
$begingroup$ Aby bylo vyjádření @dmckee explicitní: $T_C$ ve vašem vzorci je teplota výfukových plynů, když opouští píst – nikoli teplota venkovního vzduchu $endgroup$
28. ledna 2015 v 20:03
$begingroup$ @jamesqf Recept na výrobu benzínu se sezónně mění, takže vaše srovnání nelze provést přímo. Pokud vás to zajímá, v populární mechanice je o tom docela zajímavý článek, stejně jako další zdroje. $endgroup$
28. ledna 2015 v 20:21
6 odpovědi 6
Skutečná účinnost motoru s největší pravděpodobností není ovlivněna «teplotou na výstupu», ale viskozitou maziv. V chladném dni musí motor pracovat mnohem tvrději, aby se olej rozhýbal, a to rozhodně ovlivní (negativně) účinnost — alespoň dokud se motor nezahřeje.
Dále bude teplota v horké části cyklu nižší, protože stejné množství paliva ohřeje nasávaný vzduch na nižší konečnou teplotu (začíná při nižší teplotě). To je bod, který Kieran uvedl.
Konečně motor na konci cyklu „nevydává teplo“ – spíše uvolňuje výfukové plyny na konci kompresního zdvihu, kdy mají stále značný tlak. Změna objemu je stejná, ale počáteční tlak je nižší (protože plyn začínal chladněji). To znamená, že práce vykonaná na jeden zdvih bude menší. Myslím, že to je v tomto případě vlastně nejdůležitější aspekt.
Usuzuji, že obyčejný spalovací motor by byl méně efektivní při nižších teplotách. A tam, kde žiji, určitě v zimě najezdím z auta výrazně méně kilometrů (ale přispívá k tomu mnoho dalších faktorů – nejen termodynamika).
odpověděl 28. 2015. 15 v 12:XNUMX
119k 13 13 zlaté odznaky 222 222 stříbrné odznaky 398 398 bronzové odznaky
$begingroup$ Je pravděpodobné, že zvýšená odporová síla v důsledku větší hustoty vzduchu je důvodem, proč v zimě získáte méně MPG, spíše než rozdíly v účinnosti motoru. Také benzín v USA v zimě je jiný než v létě, přičemž zimní směsi jsou těkavější, což také ovlivní účinnost. $endgroup$
28. ledna 2015 v 21:17
$begingroup$ @tpg2114 — to jsou «další přispívající faktory», které jsem zmínil v posledním odstavci. Mám podezření, že hustota a směs paliva jsou skutečně nejvýznamnější. $endgroup$
28. ledna 2015 v 21:49
$begingroup$ nižší hustota znamená, že je pohlceno větší množství vzduchu a může být spáleno více paliva. To rozhodně znamená, že práce extrahovaná na tah je vice. Viz moje odpověď pro více podrobností, včetně zejména praxe instalace mezichladičů na přeplňované motory. Vliv na účinnost je obtížnější předvídat, ale teoretická analýza otto cyklu předpovídá, že by měl být vyšší při nízkých teplotách. Na krátké cesty může být studený motor méně účinný, ale jakmile se řádně zahřeje, je teplota maziva taková, jaká chce konstruktér, a proto není problém. $endgroup$
29. ledna 2015 v 9:19
$begingroup$ Vaše úvaha, že počáteční tlak je nižší kvůli příliš nižší teplotě, postrádá složku hustoty. Tlak před spalováním by měl být atmosférický a při nižší teplotě, takže by měl mít vyšší hustotu. Pokud spalování přidává konstantní množství tepla, pak by se teplota zvýšila o úměrně větší množství, což by zvýšilo tlak o úměrně větší množství. Tlak po spalování by tedy měl být vyšší, nikoli nižší. $endgroup$
29. ledna 2015 v 13:58
$begingroup$ +1, ale pokud skončíte s úpravou jakýchkoli dalších faktorů (myslím, že by to bylo hezké, ale je to vaše odpověď), zde je pár: Zimní provoz je často horší, protože lidé mají větší sklony k jízdě za špatného počasí; Kdykoli necháte motor odmrazovat/odmlžovat, když se nehýbete, vaše spotřeba paliva je 0 mpg. $endgroup$
29. ledna 2015 v 14:50
$begingroup$
Je zde zapojeno mnoho faktorů, ale protože spalovací motory se řídí Ottovým nebo Dieselovým cyklem, jsou tyto cykly (které jsou méně účinné než Carnotův cyklus) tím správným modelem, spíše než samotný Carnotův cyklus.
Řekněme, že snížíme teplotu vstupního vzduchu z 300 Kelvinů na 270 Kelvinů (90 %) při zachování kompresního poměru a otáček za minutu.
Nyní motor nasává stejný objem vzduchu, ale větší hmotnost. To znamená, že bude potřeba větší množství paliva a bude se vyrábět větší výkon.
Krok komprese zůstává stejný, to znamená, že pokud předtím zdvojnásobil teplotu z 300 K na 600 K, nyní zdvojnásobí teplotu z 270 K na 540 K. Tlak ve spalovací komoře před zapálením bude také stejný.
Spalování paliva nyní zvýší teplotu o a pevná částka, takže v prvním případě dosáhne 600+2000=2600K a ve druhém případě dosáhne 540+2000=2540K.
Expanze nyní dosáhne poloviční teploty (za předpokladu vratnosti a zanedbání drobné změny složení plynu během spalování), takže teploty výfuku jsou 1300K a 1270K.
To, co můžeme vidět z tohoto teoretického cyklu spalovacího motoru, je to účinnost komprese i expanze je určena pouze kompresním poměrem. Ale také si všimněte, že značná část energie generované při expanzi je potřebná k pohonu komprese. Podíl je nepatrně nižší při nižší teplotě (kvůli fixnímu nárůstu teploty způsobenému spalováním). motor bude teoreticky pracovat o něco efektivněji při nižší teplotě.
Pro stejnou účinnost bychom potřebovali, aby palivo zvýšilo teplotu o 2000 K v případě okolního prostředí 300 K a 1800 K v případě okolního prostředí 270 K. Ale protože nárůst teploty ze spalování je nezávislý na okolní teplotě, nižší okolní teplota poskytuje vyšší účinnost, alespoň teoreticky.
Existuje mnoho praktických faktorů, které mohou tuto analýzu ovlivnit. První je, že mám extrémně vysoké teploty výfuku. Mohu vás ujistit, že zvýšení teploty o 2000 K je typické pro úplné spálení uhlovodíků ve vzduchu (jsem kotelní inženýr, ale zde je tabulka pro ty, kteří si rádi ověří http://en.wikipedia.org/wiki/Adiabatic_flame_temperature. ) Pístové spalovací motory běží při téměř úplném spálení veškerého nasátého vzduchu, takže se zdá, že během spalovacího procesu dochází k významným ztrátám chladicího systému.
Moje vlastní zkušenost je spíše s průmyslovými plynovými turbínami, které mají proporcionálně mnohem menší ztráty na chladicích systémech a teplotu výfuku kolem 800K. Plynové turbíny nikdy nespálí dostatečné množství paliva k využití veškerého kyslíku ve vstupním vzduchu, protože expanzní turbína by se roztavila. Pokud by byly k dispozici vhodné materiály, spotřebovaly by veškerý kyslík, což by je učinilo mnohem efektivnějšími.
Další věcí, kterou je třeba zvážit, je časování ventilů. Bude zřejmé, že pokud máme stejný poměr na kompresním a expanzním zdvihu, máme v podstatě stejnou hmotnost plynu vstupující do motoru při 270-300 K a opouštějící jej při vyšší teplotě. Vyšší teplota znamená, že na konci expanzního zdvihu je vyšší tlak, a pokud se výfukový ventil otevře příliš brzy, dojde ke ztrátě absolutního tlaku asi 2-3 bar (1-2 bary). Ačkoli čas od času existují návrhy způsobů, jak tuto situaci zlepšit, včetně pozdního uzavření sacího ventilu (pro snížení komprese) a pozdního otevření výfukového ventilu (pro zvýšení expanze), není to běžný model činnosti. Jedním z důvodů je, že když zbývá pouze 1-2 bar přetlaku, množství tření znamená, že nelze užitečně odebírat velký výkon hřídele. Moderní motory jsou však často schopny měnit časování ventilů, což značně komplikuje analýzu v reálném světě.
Zatřetí, podle výše uvedené analýzy bude motor produkovat větší výkon v chladnějších podmínkách kvůli většímu množství nasávaného vzduchu. Pokud se vyrábí více výkonu a tření zůstane stejné, očekáváme také malý nárůst účinnosti motoru.
Nakonec se podívejme na přeplňované motory. Zde je tlak ve výfukových plynech, které by jinak byly promarněny, využíván k pohonu turbíny, která stlačuje vzduch na vstupu do motoru. Primárním motivem je zvýšení výkonu zvýšením průtoku hmoty do motoru. Kompresní práce ohřívá vstupní vzduch, proto je mezi turbodmychadlo a motor instalován mezichladič. Účelem toho je ochladit vzduch zpět na okolní teplotu, aby se dále zvýšil hmotnostní průtok vzduchu do motoru.
Závěrem lze říci, že chladnější podmínky produkují měřitelný nárůst výkonu motoru (jinak by mezichladiče nebyly instalovány na turbomotorech.) Podle teoretické analýzy cyklu také způsobují zvýšení účinnosti, i když je pravděpodobně příliš malé na to, aby bylo měřitelné, a může být negován nebo zvrácen jinými faktory.
Řada lidí nadále věří, že nižší teploty vedou k horšímu mpg. To obecně platí z různých důvodů: nízké teploty vedou k nižšímu tlaku vzduchu v pneumatikách, mokré vozovky mají zvýšený odpor, nízké teploty vedou k hustším mazivům atd. Motor pracuje efektivněji (pokud se nerozhodneme nevěřit 1-Tc/ Th), ale pracuje proti řadě podmínek, které vedou ke snížení počtu najetých kilometrů, ke kterým dochází během zimy. Zkuste si vybrat místo na silnici, po které jezdíte každý den. Zařaďte neutrál při dané rychlosti v daném bodě. V létě pojedete dále s vypnutým motorem.
