Exergetic Evaluation of Speed and Load Effects in Spark Ignition Engines

Abstract

Résumé -Évaluation exergétique des effets de la vitesse et de la charge dans les moteurs à allumage par étincelle -Cette étude examine les effets des différentes conditions de fonctionnement de moteurs à allumage commandé via une analyse exergétique. Un modèle de cycle thermodynamique comprenant les processus de compression, combustion et détente a été utilisé. Les processus d'admission et d'échappement sont modélisés à l'aide d'une méthode simple d'approximation. Les principes de la deuxième loi de la thermodynamique ont été appliqués au modèle de cycle pour effectuer l'analyse exergétique. Des variables exergétiques comme les transferts exergétiques de chaleur et de travail, les irréversibilités, l'exergie thermomécanique, l'exergie chimique du carburant et l'exergie totale ont été calculées dans l'analyse exergétique. La variation des paramètres exergétiques et leur distribution dans l'exergie du combustible ont été déterminées pour différentes conditions de fonctionnement, c'est à dire différentes vitesses du moteur et différentes charges. L'efficacité déduite, d'une part, de la première et la deuxième loi de la thermodynamique et, d'autre part, de la consommation spécifique de carburant ont également été calculées pour révéler les conditions optimales de fonctionnement. Les résultats montrent que le transfert exergétique de chaleur diminue et que le transfert exergétique par l'échappement augmente avec la vitesse du moteur. Le régime moteur de 3 000 tr/min donne le transfert d'exergie maximal de travail, les irréversibilités minimales, les meilleurs rendements et la moindre consommation de carburant. Les transferts exergétiques avec la chaleur, le travail et l'échappement et ainsi que les irréversibilités augmentent avec la charge du moteur. En outre, l'efficacité déduite de la première et la seconde loi de la thermodynamique augmente et la consommation de carburant diminue avec la charge du moteur, donc une charge du moteur élevée donne les meilleurs rendements et la moindre consommation de carburant. Oil & Gas Science and Technology -Rev. IFP Energies nouvelles, Vol. 67 (2012) : 10.2516/ogst/2012002 Oil & Gas Science and Technology -Rev. IFP Energies nouvelles, Vol. 67 (2012) The first law efficiency (%) η II The second law efficiency (%) η vol Abstract -Exergetic Evaluation of Speed and Load Effects in Spark Ignition Engines, No. 4, pp. 647-660 Copyright © 2012, IFP Energies nouvelles DOI

Throttling effect on the availability and sustainability of a gasoline-fuelled spark ignited multi-cylinder engine

“…This reduction was due to the definition of the fuel chemical availability, which augmented the fuel lower heat value by a fuel species correction factor, as presented in equation (3), and such trends were noticed by [43]. Furthermore, the same specified value of the optimum engine speed was nominated based on a previous theoretical study [44,45]. However, there were some discrepancies in the estimated values of thermodynamic efficiencies, which might be due to the theoretical nature of the previous study.…”

Doğalgaz Yakıtlı Buji Ateşlemeli Motorlarda Strok/Çap Oranı Etkilerinin Ekserji Analiziyle İncelenmesi

“…Çevrim modeli, yanma modeli ve geometrik model hakkında daha ayrıntılı bilgi literatürde bulunabilir [16,20,21].…”

“…Eşitlik (24)'de; ΔX sistemin toplam ekserjisindeki değişim, X2 sistemin süreç sonundaki toplam ekserjisi, X1 sistemin süreç başlangıcındaki toplam ekserjisi, XQ ısı alışverişiyle transfer edilen ekserji, XW iş alışverişiyle transfer edilen ekserji ve Xdes tersinmezlikler nedeniyle yok edilen ekserjidir. İçten yanmalı motorlar için krank mili açısına bağlı olarak ekserji değişimi yakıt kimyasal ekserjisi de dikkate alınarak aşağıdaki gibi yazılabilir [20,21].…”

“…2. Kanun verimi ise işle transfer edilen ekserji (XW) kullanılarak aşağıdaki gibi belirlenir [20,21].…”

“…Çevrim modelinin ve bilgisayar programının güvenilirliği sağlayabilmek için hesaplanan değerler hata analizinde aşağıdaki bağıntılarla kontrol edilmiştir [20,21].…”