P2.6.2 Silnik na gorące powietrze: eksperymenty jakościowe – Leybold

Opis

Silnik na gorące powietrze: eksperymenty jakościowe

Gdy silnik na gorące powietrze pracuje jako silnik cieplny, każdy cykl silnika wyciąga ilość ciepła Q1 ze zbiornika 1, generuje pracę mechaniczną W i przesyła różnicę Q 2 = Q1 – W do zbiornika 2. Silnik na gorące powietrze może także pracować jako chłodziarka, podczas pracy w tym samym kierunku obrotowym, poprzez zewnętrzne przyłożenie pracy mechanicznej W. W obu przypadkach, należy uwzględnić pracę WF przekształcaną na ciepło w każdym cyklu poprzez tarcie tłoka w cylindrze.

P2.6.2.1 Straty wskutek tarcia w silniku na gorące powietrze (określanie wartości kalorycznej)

Aby wyznaczyć pracę tarcia WF w doświadczeniu P2.6.2.1, wzrost temperatury DTF w wodzie chłodniczej jest mierzony, gdy silnik na gorące powietrze jest napędzany silnikiem elektrycznym i głowica cylindra jest otwarta.

P2.6.2.2 Określanie wydajności gorącego powietrza w silniku cieplnym

Doświadczenie P2.6.2.2 wyznacza skuteczność silnika na gorące powietrze jako silnika cieplnego. Praca mechaniczna W wywierana na oś w każdym cyklu może być obliczona za pomocą zewnętrznego momentu obrotowego N hamulca dynamometrycznego hamującego silnik na gorące powietrze do prędkości f. Ilość ciepła Q2 wydzielanego odpowiada wzrostowi temperatury DT w wodzie chłodzącej.

P2.6.2.3 Określanie wydajności gorącego powietrza w silniku pracującym jako lodówka.

Doświadczenie P2.6.2.3 wyznacza skuteczność silnika na gorące powietrze jako chłodziarki. Tutaj, silnik na gorące powietrze z zamkniętym cylindrem jest napędzany za silnikiem elektrycznym i Q1 jest wyznaczane jako energia ogrzewania elektrycznego wymaganego do utrzymania głowicy cylindra w temperaturze otoczenia.

Cykle termodynamiczne są zazwyczaj opisywane zamkniętą krzywą na wykresie pV (p: ciśnienie, V: objętość). Praca dodana lub wyjęta z układu (zależnie od kierunku obrotu) odpowiada powierzchni obszaru zamkniętego przez krzywą.

P2.6.2.4 Wykres pracy pV silnika na gorące powietrze jako silnika cieplnego. Rejestracja i analiza za pomocą CASSY

W doświadczeniu P2.6.2.4, wykres pV silnika na gorące powietrze jako silnik cieplny jest rejestrowany za pomocą systemu akwizycji danych CASSY. Czujnik ciśnienia mierzy ciśnienie
p w cylindrze a czujnik przemieszczenia mierzy położenie s, z którego obliczana jest objętość, w funkcji czasu t. Zmierzone wartości są wyświetlane bezpośrednio na ekranie na wykresie pV. W dalszej analizie, praca mechaniczna wykonywana jako tarcie tłoka na cykl są obliczane i wykreślane na wykresie jako funkcja prędkości biegu jałowego.