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Il ciclo Diesel teorico è essenziale per comprendere i motori a combustione interna. Si articola in quattro trasformazioni: compressione ed espansione adiabatiche, assunzione di calore isobara e raffreddamento isocoro. Queste fasi determinano il rendimento teorico e pratico dei motori Diesel, che possono superare il ciclo Otto in efficienza grazie a maggiori rapporti di compressione.
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Il ciclo teorico è una rappresentazione ideale che descrive i principi termodinamici fondamentali dei motori a combustione interna alternativi
Sistema aperto
Il ciclo limite assume un sistema aperto con un fluido che si rinnova ad ogni ciclo
Reazioni di combustione complete e istantanee
Nel ciclo limite, si ipotizza che le reazioni di combustione siano complete e istantanee
Motore ideale dal punto di vista meccanico
Il ciclo limite mantiene l'ipotesi di un motore ideale dal punto di vista meccanico
Il ciclo reale tiene conto di fattori sperimentali e rendimenti per descrivere il comportamento effettivo dei motori a combustione interna alternativi
Il ciclo Diesel teorico si articola in quattro trasformazioni principali: due adiabatiche, un'isobara e un'isocora
La compressione adiabatica (1-2) aumenta la pressione e la temperatura del gas perfetto
Durante la fase isobara (2-3), il volume e la temperatura del gas aumentano
L'espansione adiabatica (3-4) produce la maggior parte del lavoro meccanico del ciclo Diesel teorico
Il raffreddamento isocoro (4-1) rappresenta il rilascio del calore residuo nel ciclo Diesel teorico
Il lavoro teorico prodotto per unità di massa del fluido operante è rappresentato dall'area del ciclo nel diagramma pressione-volume
I parametri distintivi del ciclo Diesel includono il rapporto di compressione volumetrico e il rapporto di combustione isobaro
Il rendimento teorico del ciclo Diesel è calcolabile attraverso le temperature ai vertici del ciclo, che dipendono dalla temperatura iniziale T1
Il rendimento del ciclo Diesel è generalmente inferiore a quello del ciclo Otto a causa dell'effetto termico della combustione isobara
Confrontando i cicli Diesel e Otto, si osserva che il ciclo Otto ha un rendimento teorico superiore a causa di una minore quantità di calore ceduto all'esterno
Nei motori reali, il ciclo Otto non può operare con rapporti di compressione troppo elevati per evitare il fenomeno del battito in testa
Il ciclo Diesel, che utilizza combustibili più pesanti e sfrutta una compressione più intensa, può raggiungere rendimenti superiori grazie alla sua capacità di operare con rapporti di compressione più alti
Il ciclo Sabathé, che combina due trasformazioni adiabatiche, due isocore e un'isobara, è un modello teorico più aderente alla realtà dei motori diesel
In un motore reale, una parte del combustibile brucia in modo brusco (isocora) e il resto brucia progressivamente (isobara), rendendo il ciclo Sabathé più simile al ciclo Otto o Diesel a seconda di come viene distribuito il calore primario
Il ciclo Sabathé riflette meglio il processo di combustione nei motori diesel, che avviene durante l'inizio dell'espansione e con un elevato rapporto aria/combustibile, condizioni che hanno spinto l'evoluzione dei motori diesel verso l'efficienza del ciclo di Carnot
00
Il ciclo ______ rappresenta un'ideale illustrazione dei principi ______ fondamentali, con un sistema ______ e trasformazioni ______.
teorico
termodinamici
chiuso
reversibili
01
Il ciclo ______ considera un sistema ______ con fluido che si rinnova ogni ciclo e combustioni ______ e ______, mentre il ciclo ______ tiene conto di fattori ______ e rendimenti per descrivere il comportamento del motore.
limite
aperto
complete
istantanee
reale
sperimentali
02
Fasi adiabatiche nel ciclo Diesel
Compressione (1-2) e espansione (3-4) senza scambio di calore.
