18. 열역학 가스동력사이클 종류를 나열하고 설명하시오

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18. 열역학 가스동력사이클 종류를 나열하고 설명하시오에 대한 보고서 자료입니다.

목차

- 목 차 -
Ⅰ. 서 론
1. 동력장치

Ⅱ. 본 론
1.카르노 사이클
2.브레이튼 사이클
3.에릭슨 사이클
4.스터링 사이클
5.내연기관
6.오토사이클
7.디젤사이클
8.아킨슨 사이클
9.펄스 제트 엔진
Ⅲ. 결 론

본문내용

가열 및 냉각의 시기를 조절한다. 피스톤과 디스플레이서가 같은 축 위에 자리한다. 감마 스털링 엔진에 견주어 부피가 작다.
3.감마(γ) 스털링 엔진: 기본 얼개는 베타 스털링 엔진과 같다. 피스톤과 디스플레이서가 같은 축 위에 있지 않으므로 설계의 자유도가 높다. 피스톤의 크기를 자유롭게 할 수 있으므로 낮은 온도에서 움직이도록 설계할 수 있다.
내연기관
내연 기관(內燃機關)은 연료와 공기 따위의 산화제를 연소실에서 연소시켜 에너지를 얻는 기관이다. 연소실에서 연소되는 연료와 산화제의 발열반응으로 인해 높은 온도와 압력의 기체가 생성되어 엔진의 피스톤 및 축차가 움직이게 하여 엔진을 가동시킨다. 내연기관의 이러한 작동 방식은 기관 외부의 열을 이용하는 증기기관이나 스털링 기관과 같은 외연기관과 대조적이다.
(쓰는곳)
내연기관은 자동차, 트럭, 오토바이, 보트와 같은 탈것이나 손에 들고 다닐수 있는 비교적 작은 기계의 작동을 위해 주로 쓰인다. 내연기관은 오늘날 이동수단의 구동력을 얻는 기관으로서 증기기관과 같은 외연기관을 대체하게 되었으나, 제트기, 대형 선박과 같이 강력한 힘을 필요로 하는 이동수단에서는 제트엔진과 같은 터빈을 이용한 엔진이 쓰이고 있다.
대표적인 내연기관이라 할 수 있는 휘발유를 연료로 하는 4행정 기관의 작동은 흡입-압축-폭발-배기의 순으로 이루어진다.
1.흡입: 연료와 산화제(대개는 공기)를 실린더 안으로 받아들인다.
2.압축: 실린더안의 연료와 산화제의 혼합물은 피스톤에 의해 압축된다.
3.폭발: 연료와 산화제의 혼합물은 전기방전에 의해 점화되어 급격한 발열반응을 일으킨다. 이때 발생하는 기체의 팽창으로 기관을 움직이는 힘을 얻는다.
4.배기: 반응이 완료된 기체를 기관 밖으로 내보낸다.
<작동 방식에 따른 분류>
내연기관은 행정의 수에 따라 다음과 같은 방식이 있다.
2행정 기관
2행정 기관은 피스톤의 2행정, 즉 한 번 왕복에 한 사이클을 끝내는 기관으로 피스톤의 매 두 번의 행정마다 폭발 혹은 강한 왕복운동이 일어난다. 주로 소형 오토바이, 모터보트 등의 소형 기관에 이용된다.
4행정 기관
4행정 기관은 피스톤의 두 왕복, 곧 사행정으로 흡입·압축·폭발·배기(排氣)의 전 동작을 끝내는 내연기관이다. 피스톤이 처음에는 밖으로 이동했다가 공기와 연료가 혼합되면 다시 안으로 밀려올라가서 혼합물을 압축시키고 혼합물이 팽창되면서 다시 밀려나왔다가 마지막으로 가스를 배출하기 위해 안으로 이동하는 과정을 반복한다.
오토사이클
등용(等容)사이클이라고도 한다. 독일인 N.A.오토가 이 사이클을 응용해서 4사이클식 가솔린기관을 완성했다고 하여 일반적으로 이 명칭이 사용된다.
1 → 2(압축) 2 → 3(폭발) 3 → 4(팽창) 4 → 1(배기)의 사이클을 반복한다.
실제 가솔린기관에서는 점화밸브에 의해 공기연료인 혼합가스가 순간적으로 2 → 3 사이에서 폭발하며, 이 사이에서 열량(熱量) Q1이 외부에서 공급되고, 4 → 1 사이에서 Q2의 열량이 외부로 방출된다. 이 사이클의 열효율은 압축비(v1/v2)의 함수가 되어, 압축비가 클수록 열효율은 좋아진다.
그러나 실제의 기관에서는 압축비가 너무 높아지면 노킹이 생기므로, 너무 높은 압축비의 기관은 만들 수 없다.
디젤사이클
1892년 R. Diesel이 고안한 4사이클 내연 기관에 사용된 기본적 사이클의 일종. 당시의 가장 진전된 내연 기관으로는 흡기 단열 압축 일정 부피 가열 폭발 단열 팽창 일정 부피 냉각의 과정을 취하는 오토 사이클(英 Otto cycle, 일정 부피 사이클이라고도 한다)이 사용되었으나 이것은 고속 압축 점화 기관에 적합한 것이며 저속 압축 점화 기관에는 디젤 사이클이 사용되게 되었다. 디젤 사이클은 오토 사이클의 정용적 가열 폭발 과정 대신 미리 공기만 크게 단열 압축해 두고 연료가 되는 중유를 미세한 안개 상태로 분사하여 정압에서 연소 팽창시키는 것이다.
디젤 사이클
그 과정을 p-v 선도로 그리면 그림과 같이 된다. 즉 1) 공기 흡입 과정에서 최초의 상태 E에서 C에 이르고, 2) 단열 압축으로 C에서 D에 이르는데 이 과정에서 고압이 된 공기는 중유의 발화점 이상에 이른다. 3) 미세한 안개 상태의 중유와 합체하여 일정 압력 연소하며 A에 이르면 연료의 밸브가 닫히고 단열 팽창하면서 일을 진행하여 B에 이른다. 4) 피스톤이 물러나서 배기 가스를 배출하고 C에 이른다
아킨슨 사이클
아킨슨 사이클은 1882년 제임스 앳킨슨이 제안한 내연기관 사이클로 1876년 독일의 오토가 가솔린 엔진에 적용한 오토사이클은 4개의 행정으로 완성되는 사이클로 흡입 압축 폭발 배기등 각 행정의 길이가 동일하지만 아킨슨 사이클은 기존의 오토사이클에 비해 펌핑로스를 10~20%줄일수 있지만 그 효과가 일정 영역에서만 나타나는 단점이 있어 일반 자동차용 엔진에 적용하기 어렵고 두가지 이상의 동력원을 가지는 하이브리드 자동차에 적용하여 가장 효율이 좋은 영역에서만 아킨슨 사이클엔진을 가동하고 그 이외의 영역에서는 전기모터를 이용하여 연료 효율을 최대한 증가 시키기도 한다.
펄스 제트 엔진
펄스제트기관은 흡입구 밸브망 연소실 분사노즐로 이루여있다
이기관은 가스터빈기관과 다르기 때문에 압축기와 터빈이 없어서 공기를 압축하여 연소실로 보내줄수가 없는 구조이다
따라서 공기를 압축 시키기 위해 공기 흡입 플래서 밸브라는 밸브 망을 가지고 있다
밸브망의 역할은 연소실에 압력이 높을때는 밸브망의 닫혀 속도가 감소되고 압력이 높아진 공기를 연소실의 압력이 낮을 때 밸브망이 열려 압력이 높아진 공기가 연소실로 전달되는 방식이다
펄스제트기관은 밸브의 개폐작용에 의해 간헐적으로 연소가 이루어지기 때문에 밸브의 수명이 작고 폴발성이 강해 소음이 크며 공기를 연속적으로 흡입하지 못하기 때문에 전면면적이 넓은 단점이 있다 이러한 단점 때문에 2차 세계대전에 사용된 이후에는 오늘날 항공용 기관으로 사용되지 못하는 엔진이다
Ⅲ. 결 론
항공기 기관은 과거부터 계속해서 발전해왔으며
지금에 와서는 무한동력장치 개발에 박차를 가하고 있다
무한동력장치란 외부 에너지가 없어도 에너지를 자체 생산 할 수 있는 장치이다

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