본문바로가기

Q 오토사이클과 디젤사이클의 차이점

2019-10-10 오후 8:58:00 답변수 : 1

[강좌명] 3대역학 한방에 끝내기 - 열역학

안녕하십니까 교수님덕분에 정말 재밌게 공부하고 있습니다 감사합니다.

제가 궁금한것은 오토사이클과 디젤사이클의 그래프 차이점입니다. 물론 이론적으로는 오토사이클은 정적가열을 하고 디젤사이클은 정압가열을 한다라고 배웠지만, 

 

그래프상 2->3 과정에서 

 

“오토사이클은 압축된 기름과 공기의 혼합체에 전기스파크로 불을 붙혀서 폭발이 일어나 정적을 유지한체 온도가 상승하고 압력이 증가한다.” 

 

“디젤사이클은 오토사이클보다 상대적으로 높은 압력(노킹현상 때문에 오토 사이클은 올라갈수 없는 압력) 으로 공기를 압축시킨뒤 압축된 공기의 열에 경유를 뿌려 자연발화하며 폭발이 일어나 정압을 유지한체 온도가 상승하고 비체적이 증가한다(피스톤이 뒤로 밀려난다?).” 

 

여기서 오토사이클은 폭발하는 그 짧은 순간(폭발하고 피스톤이 밀려나기 직전) 그 자체를 2->3과정 이라 하셨는데 그 시점은 모든 사이클 그래프에서 똑같아야 하니 디젤도 폭발하는 그 순간 이라고 따지면 정적이 아닐까 해서 질문드립니다. 

 

그나마 생각한 답은 “이미 디젤은 공기를 극한으로 압축시켜서 더이상 압력이 커질수 없는상태 이며, 그상태를 유지한체 피스톤이 뒤로 밀려 나간다.” 라는걸 보여주기위해 2->3 과정을 정압가열로 표현한게 아닐까? 정도로만 생각하고 있습니다

한**님 (stiv*****)

총내공 0점
내공순위 14271위
질문수 3건
답변수 2건
채택수 0건(0%)

A 답변드립니다.

2019-10-11 오전 8:59:00 질문자 채택

안녕하세요. 좋은 질문입니다. 

 

디젤사이클와 오토사이클 모두 순간적인 폭발로 인해 열이 전달되는데 

왜 오토사이클은 정적가열로 가정하고, 디젤사이클은 정압가열로 가정하는 것인지에 대한 질문입니다.

 

우선, 오토사이클이던 디젤사이클이던 ideal cycle이 아니라면, 모두 정적/정압에 상관없는 사이클의 형태를 보여줍니다. 

실제와 이상과의 차이가 확실히 많이 나요. 어쨌든 우리는 이상 사이클에 국한하여 얘기를 해보죠.

 

결론부터 말하면, 

오토사이클보다 디젤사이클이 가열되는 시간이 길어서, 

순간적인 상태에서의 부피변화가 생겨, 

정적변화보다는 정압변화로 가정하는 것이 합당하다고 볼 수 있겠습니다. 

 

물론 학생분께서는 둘다 순간적으로 폭발이 일어난다고 생각하셨지만요.

 

질문에서 언급하셨다시피, 오토사이클은 연료를 함께 압축시킨 후에 스파크를 이용해 폭발을 유도하고, 

디젤사이클은 공기만을 압축시킨 후에 연료를 분사함으로써 폭발을 유도합니다. 

 

그러므로 오토사이클은 스파크가 생김과 동시에 폭발이 발생된다고 볼 수 있는 반면, 

디젤사이클은 연료를 분사하기 때문에 폭발하는데까지 시간이 좀더 소요된다고 볼 수 있겠습니다. 

 

 

디젤사이클의 경우, 그 소요되는 시간 동안 증가하는 압력만큼을 상쇄하기 위해 피스톤이 뒤로 밀릴 것이고, 

이는 정압과정으로 보는 것이 좀 더 맞을 겁니다.

 

궁금증이 해소되셨길 바랍니다. 

 

 

좋은 질문 주셔서 감사합니다.

권준표 교수님

3대역학 한방에 끝내기 - 고체역학

3대역학, 매트랩

* 로그인 후 답글을 등록할 수 있습니다.