Un ciclo Diésel ideal es un modelo simplificado de lo que ocurre en un motor diésel. En un motor de esta clase, a diferencia de lo que ocurre en un motor un motor de gasolina la combustión no se produce por la ignición de una chispa en el interior de la cámara. En su lugar, aprovechando las propiedades químicas del gasóleo, el aire es comprimido hasta una temperatura superior a la de auto ignición del gasóleo y el combustible. Si se observa que el ciclo Diesel se ejecuta en un dispositivo de émbolo ycilindro, que forma un sistema cerrado, la cantidad de calor añadida al fluidode trabajo a presión constante y rechazada por éste a volumen constante puedeexpresarse como:
Para modelar el comportamiento del motor diésel se considera un ciclo Diesel de seis pasos, dos de los cuales se anulan mutuamente
Rendimiento en función en función de los volúmenes:
Para la compresión adiabática A→B
Que, teniendo en cuenta la relación de compresión, podemos reescribir como
Para la expansión a presión constante, aplicando la ecuación de estado de los gases ideales
TERMODINÁMICA 2 SECCIÓN N-
Introduciendo ahora la relación
r c = V C / V B obtenemos
Por último, para la temperatura en D aplicamos de nuevo la ley de Poisson y el que el enfriamiento es a volumen constante:
Multiplicando y dividiendo por
V B y
aplicando el valor de la temperatura en C
Combinado estos resultados nos queda
Sustituyendo esto en la expresión del rendimiento obtenemos finalmente
Por lo tanto:
EJEMPLO 1:
En el cilindro de un motor que opera con el ciclo reversible de Diesel en la compresión adiabática, la mezcla aire-combustible se comprime a 1/15 de su volumen inicial. Si la presión inicial (estado 1) es 100 [kPa] y su temperatura inicial es de 27 [°C], determine en el SI: a) La temperatura y la presión al final de la compresión.
TERMODINÁMICA 2 SECCIÓN N-
EJEMPLO 2:
Un ciclo de Diesel que funciona con aire, en un ciclo reversible, tiene una relación de compresión r. El gas tiene una temperatura de 26 [°C] al inicio de la compresión adiabática y, al final de la misma, llega a 611 [°C] y 0.5 [m3 /kg]. Si después de la expansión isobárica la temperatura que alcanza el fluido es 2 500 [°C], determine para dicha expansión: a) El volumen específico final del gas. b) El cambio de entropía específica
