Engineering
Kompresor powietrza
Uruchom jednocylindrowy kompresor na dziesięciolitrowym zbiorniku i patrz, jak manometr rośnie: każdy skok zasysa powietrze przez płytkę ssawną, ściska je na gorąco i wypycha przez płytkę tłoczną, gdy tylko cylinder przewyższy zbiornik. Masa tłoczona na cykl maleje w miarę napełniania zbiornika, blisko wzoru na przestrzeń szkodliwą 1 − c ((p/p0)^(1/n) − 1); większa przestrzeń szkodliwa tłoczy mniej. Przy ciśnieniu zadanym wyłącznik zatrzymuje silnik, odciążacz opróżnia cylinder i maszyna wybiega; otwórz odbiornik, a zbiornik ustali się tam, gdzie tłoczenie i pobór się równają. Praca silnika i entalpia ssania są rozliczane z energią wewnętrzną gazu, ciepłem do ścianki i pomieszczenia oraz oddanym powietrzem.
Co się dzieje
Silnik bocznikowy napędza paskiem kompresor 80 mm; mechanizm korbowy przemiata cylinder, płytki ssawna i tłoczna otwierają się liniowo na 0,2 bar i przepuszczają strumień ściśliwy według funkcji Saint-Venanta, gaz w cylindrze wymienia ciepło ze ścianką, a zbiornik z pomieszczeniem, odbiornik pobiera ze zbiornika przez kryzę, a wyłącznik ciśnieniowy zatrzymuje silnik przy zadaniu, po czym odciążacz opróżnia cylinder. RK4 co 20 µs na kącie, prędkości i dwu masach i temperaturach gazu, każdy strumień, praca i ciepło rozliczone na końcach kroku; tłoczenie na cykl odczytywane jest względem wzoru na przestrzeń szkodliwą.
Co wypróbować
Patrz, jak zbiornik się napełnia, a tłoczenie na cykl maleje; porównaj je z wzorem na przestrzeń szkodliwą; pozwól wyłącznikowi zatrzymać silnik, a odciążaczowi opróżnić cylinder; potem otwórz odbiornik i znajdź ciśnienie równowagi.
Model i jego ograniczenia
Gaz doskonały o stałych ciepłach, płytki bez masy i odbić, skupiona temperatura ścianki, brak oleju i przecieku przez pierścienie, prosta charakterystyka silnika. Sprawności są te tej wyidealizowanej maszyny.
Równania modułu
Równania V(θ) = c·V_s + A·(2r − x(θ)), G = A·p_u·Ψ(p_d/p_u)/√(R·T_u) c_v·m·dT/dt = c_p·T_in·G_in − c_p·T·G_out − p·dV/dt + h·(T_w − T) − c_v·T·dm/dt J·dω/dt = T_s·(1 − ω/ω_0) + (p − p_0)·dV/dθ − T_f − c·ω η_v = 1 − c·((p_r/p_0)^(1/n) − 1)
