엔진에 대해 사이클에 관련 이론은 어떤게 있나요?
안녕하세요. 엔진에 대해서 기계공학을 따져보면 열역학 쪽에서 있던데, 열역학에 대해서 사이클은 어느 사이클을 이용하고 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
엔진의 작동 원리르 이해하기 위해 열역학 사이클이 중요합니다. 내연기관에서는 주로 Otto 사이클과 Diesel 사이클이 사용됩니다.
Otto 사이클 : 가솔린 엔진에서 사용되며, 압축과 연소 과정을 포함합니다. 이 사이클은 고정된 비율로 연료와 공기를 혼합하여 압축후 점화되는과정을 설명합니다.
Diesel 사이클 : 디젤 엔진에서 사용되며, 압축 과정에서 공기만을 압축한후 연료를 분사하여 연소하는 방식을 따릅니다. 이 사이클은 높은 압축 비율로 인해 효율성이 높습니다.
이외에도 브레이튼 사이클(가스터빈엔진)과 랭킨 사이클(증기엔진)등이있습니다. 각각의 사이클은 엔진의 종류와 작동 원리에 따라 다르게 적용됩니다. 이러한 사이클들은 열역학 법칙을 기반으로 엔진의 성능과 효율성을 분석하는데 중요한 역할을 합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
열역학에 있어서
열기관 관련 사이클이라면
카르노 사이클에 따른 카르노 기관이 있겠습니다.
1, 카르노 사이클
카르노 사이클은 19세기 경 프랑스의 물리학자 카르노에 의해 고안된 가역 이상 열기관 사이클입니다.
여기서 가역이상 이라는 말은
실제로 실현 가능한 열기관 사이클은 오토 사이클(Otto cycle)과 같이 정적가열→단열팽창으로 진행되거나
디젤 사이클(Diesel cycle)과 같이 정압가열 →단열팽창으로 진행되는 것이 아니라,
등온팽창에서 단열 팽창으로 넘어가기 때문에 실현이 불가능하기 때문에 붙여진 말 입니다.
등온 팽창,단열 팽창, 등온 압축, 단열 압축을 거치는 이상적인 가역 사이클
2, 카르노 기관
카르노 기관은 [이상 기체]를 작동 유체로 사용하는 가상의 열 기관을 말합니다.
실제로 실현이 불가능한 기관이며 열 손실이 없기 때문에 존재하는 열 기관 중 가장 높은 효율을 가집니다.
열역학 제2법칙을바탕으로 한 이론적 모델로
열기관의 최대 열효율을 계산하고, 열기관의 성능 한계를 보여줍니다.
열역학 제 2법칙은 엔트로피 법칙으로 열이 저온에서 고온으로 이동이 불가합니다.
이에 따라 열기관 효율에는 제한이 있습니다
카르노 기관은 이런 열역학 제 2법칙을 바탕으로 열기관이 달성 가능한
최대 열효율을 수학적으로 도출한 모델입니다.
실제 열기관의 성능은 카르노 기관 효율보다 낮으나,
카르노 기관은 열기관 설계 및 성능 향상을 위한 중요한 이론적 토대를 제공해 줍니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
자동차는 휘발유나 경유의 연료가 연소되면서 발생하는 에너지가 만들어내는 움직임을 통해
바퀴가 회전하게 됩니다. 이처럼 엔진기관은 열기관이라고 합니다.
엔진 같은 열기관이 작동하는 기본원리는 열역학 제1법칙(에너지보존법칙),열역학 제2법칙(엔트로피증가의 법칙)
이 적용되며 가솔린 내연기관의 이상적인 사이클은 오토사이클이며, 그외 디젤 사이클 및 복합사이클 이 있습니다.
안녕하세요. 박온 전문가입니다.
엔진에서 사용하는 열역학 사이클에는 몇 가지 주요 유형이 있는데 각 사이클은 엔진의 작동 원리를 이해하는 데 중요합니다. 사이클별로 설명을
좀 드려보자면.
1. 오토 사이클
가솔린 엔진에서 사용되는데,
두 개의 등온 과정과 두 개의 단열 과정으로 구성됩니다. 연료가 압축된 후 점화되며, 연소 과정이 일어납니다.
2. 디젤 사이클
디젤 엔진에서 사용되고,
공기를 먼저 압축하여 높은 온도와 압력을 만든 후, 그에 따라 연료가 자발적으로 점화됩니다.
3. 아드리아노프 사이클 (Atkinson Cycle)
하이브리드 차량 및 연료 효율성이 중요한 엔진에서 사용됩니다.
오토 사이클과 비슷한데 흡입과 압축 과정에서 피스톤의 움직임이 다르게 설계되어 연료 효율성을 높히죠.
4. 브레이턴 사이클
가스터빈 엔진과 항공기 엔진에서 사용되고,
지속적인 공기 압축과 연소 후 가스가 팽창하여 일을 합니다. 주로 열 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 과정입니다.
이런 사이클들은 엔진의 효율성과 성능을 분석하는데 중요한 역할을 하고, 각 사이클은 엔진의 설계와 작동원리에 따라서 선택됩니다.
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
엔진에서 주로 사용되는 열역학 사이클입니다.
오토사이클
가솔린 엔진에서 사용됩니다.
정적 사이클로 연료 연소 시 부피가 일정합니다.
디젤사이클
디젤 엔진에서 사용됩니다.
정압 사이클로 연료 연소 시 압력이 일정합니다.
복합사이클
오토 사이클과 디젤 사이클의 특성을 결합
실제 엔진에 더 가까운 작동 방식입니다.