Μηχανή εσωτερικής έναντι εξωτερικής καύσης
Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης και οι μηχανές εξωτερικής καύσης είναι τύποι θερμικών μηχανών που χρησιμοποιούν τη θερμική ενέργεια που παράγεται από την καύση ως κύρια πηγή ενέργειας. Με απλά λόγια, και οι δύο αυτοί τύποι μηχανών μετατρέπουν τη θερμική ενέργεια σε μηχανική εργασία με τη μορφή περιστροφής ενός άξονα, και που στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία οποιουδήποτε μηχανήματος από αυτοκίνητα έως επιβατικά αεροσκάφη.
Περισσότερα για τον κινητήρα εσωτερικής καύσης
Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι ένας κινητήρας θερμότητας στον οποίο η διαδικασία καύσης ενός καυσίμου αναμεμειγμένου με ένα οξειδωτικό λαμβάνει χώρα σε έναν θάλαμο καύσης, ο οποίος αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του κυκλώματος ροής ρευστού εργασίας.
Η βασική αρχή λειτουργίας οποιουδήποτε κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι η καύση του μείγματος αέρα καυσίμου, η δημιουργία όγκου αερίου υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας και η χρήση της πίεσης για τη μετακίνηση ενός εξαρτήματος συνδεδεμένου σε έναν άξονα. Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούνται για την απόκτηση αυτής της λειτουργικότητας ποικίλλουν και οι κινητήρες είναι ειδικά σχεδιασμένοι και έχουν τις δικές τους χαρακτηριστικές ιδιότητες.
Ο πιο κοινός τύπος κινητήρων IC είναι ο κινητήρας με έμβολο ή ο τύπος παλινδρομικού κινητήρα, όπου ένα έμβολο συνδεδεμένο με έναν στροφαλοφόρο άξονα κινείται χρησιμοποιώντας την πίεση και τη θερμότητα που παράγεται στην καύση. Έχουν σχετικά χαμηλή αναλογία ισχύος προς βάρος και η ροή του ρευστού εργασίας είναι διακοπτόμενη, επομένως χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία σχετικά μικρών φορητών μονάδων όπως αυτοκίνητα, ατμομηχανές ή κινητήρες. Οι παλινδρομικοί κινητήρες μοντελοποιούνται θερμοδυναμικά είτε με κύκλο Otto είτε με κύκλο Diesel.
Οι κινητήρες αεριοστροβίλου είναι επίσης κινητήρες IC, αλλά χρησιμοποιούν το αέριο υψηλής πίεσης για να μετακινήσουν τα πτερύγια ενός στροβίλου που είναι συνδεδεμένος σε έναν άξονα. Η καύση των κινητήρων αεριοστροβίλου είναι συνεχής και έχει πολύ υψηλή αναλογία ισχύος προς βάρος. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται σε μεγάλες κινητές μονάδες όπως αεριωθούμενα αεροσκάφη, εμπορικά αεροσκάφη και πλοία. Οι κινητήρες αεριοστροβίλου που λειτουργούν με τον αέρα ως το λειτουργικό ρευστό μοντελοποιούνται με τον κύκλο Brayton. Το καύσιμο που χρησιμοποιείται σε πολλούς κινητήρες εσωτερικής καύσης είναι καύσιμο πετρελαίου διαφορετικών βαθμών.
Περισσότερα για τον κινητήρα εξωτερικής καύσης
Μηχανή εξωτερικής καύσης είναι μια θερμική μηχανή όπου το λειτουργικό ρευστό φέρεται σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση μέσω καύσης εξωτερικής θερμικής πηγής μέσω του τοιχώματος του κινητήρα ή του εναλλάκτη θερμότητας σε μια εξωτερική πηγή και η διαδικασία καύσης λαμβάνει χώρα εκτός του ρευστού εργασίας κύκλος ροής.
Οι περισσότεροι τύποι ατμομηχανών είναι κινητήρες εξωτερικής καύσης, όπου το νερό μετατρέπεται σε υπερθερμασμένο ατμό μέσω μιας εξωτερικής θερμικής πηγής όπως ένας λέβητας που λειτουργεί από θερμική ενέργεια, πυρηνική ενέργεια ή καύση ορυκτών καυσίμων. Ανάλογα με τον μηχανισμό και την αλλαγή φάσης, οι ατμομηχανές μοντελοποιούνται θερμοδυναμικά με κύκλο Stirling (μονοφασικός – υπέρθερμος ατμός) και κύκλος Rankine (υπερθερμασμένος διπλής φάσης – ατμός και κορεσμένο υγρό).
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κινητήρα εσωτερικής και εξωτερικής καύσης;
• Η διαδικασία καύσης των κινητήρων εσωτερικής καύσης αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του κύκλου ροής ρευστού και η θερμική ενέργεια παράγεται απευθείας μέσα στο σύστημα.
• Στους κινητήρες εξωτερικής καύσης, η θερμική ενέργεια παράγεται εκτός του κύκλου ροής του ρευστού εργασίας και στη συνέχεια μεταφέρεται στο λειτουργικό ρευστό.
