Differenza fra il ciclo di Joule ed il ciclo di Diesel – riassunto fisica appunti

Il ciclo di Joule: è costituito da una compressione adiabatica (1- 2), da un’isobara (2-3) lungo la quale viene assorbita una certa quantità di calore, da un’espansione adiabatica (3-4) e infine da un’altra isobara (4-1) in cui viene ceduto del calore. Se l’espansione viene fatta in turbina una parte del lavoro da essa svolto viene utilizzato per azionare il compressore. Il ciclo di Joule viene impiegato nelle turbine a combustione interna; inoltre è impiegato, in senso inverso, nelle macchine frigorigene.

Il ciclo si compone di quattro fasi:

  1. compressione isoentropica del gas in un compressore rotodinamico, con scambio del lavoro negativo di ciclo
  2. riscaldamento isobaro
  3. espansione isoentropica del gas in una turbina, viene scambiato lavoro positivo di ciclo
  4. raffreddamento isobaro

La totalità delle macchine reali a ciclo Brayton-Joule sono del tipo a combustione interna a ciclo aperto. Il compressore aspira aria dall’ambiente aumentandone la pressione senza scambi di calore con l’esterno; si inietta il combustibile il quale brucia elevando la temperatura del fluido, ma non la pressione che invece resta costante (aumenta il volume specifico); il fluido ad elevato contenuto entalpico espande in una turbina cedendo ad essa lavoro meccanico e diminuendo la propria pressione e temperatura; il fluido uscente dalla turbina a pressione ambiente si scarica nell’atmosfera raffreddandosi.

Il ciclo di Diesel – differenza con il ciclio di Joule

E’ usato nei motori diesel ed è costituito da una compressione adiabatica (1-2), da un’isobara (2-3) durante la quale viene fornito del calore (in pratica è una combustione), da un’espansione adiabatica (3-4) e da un’isocora (4- 1). Tutti i cicli citati finora impiegano fluidi allo stato gassoso; quando invece si opera nella zona in cui si ha cambiamento di stato da liquido a vapore, i cicli sono diversi, in relazione al fatto che durante il cambiamento di stato le isoterme coincidono con le isobare.

Il ciclo Diesel è composto da quattro trasformazioni:

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