23회 - 실제 사이클 (Real Cycle)

실제 사이클 (Real Cycle)      앞에서 언급했던 사이클들은 이론 공기 사이클로써 작동기체(Working Fluid)를 공기로 가정하였을 때의 이야기이다. 그러나, 실제의 엔진에서는 동력을 발생시키기 위해 공기와 연료의 혼합기를 작동기체로 사용하므로 이론 공기 사이클과는 다르다. 또한, 그 외에도 실제 사이클이 이론 사이클과 다른 점은 몇 가지가 더 있다. 이들 다른 점들은 모두 실제 사이클이 이론 공기 사이클에 비해 더 적은 일(Work)을 발생하게 한다. 아래 표에 실제 사이클이 이론 공기 사이클에 비해 다른 점들을 나열한다. 작동기체의 차이 실제 사이클에서는 공기와 연료의 혼합기일 뿐만 아니라 직전 사이클의 잔류가스(Residual Gas)도 작동기체에 포함된다. 열의 공급 공급되는 열량은 혼합기의 연소열이다. 열해리 반응 실제 사이클에서는 높은 연소온도가 발생되는데, 섭씨1000 이상의 고온에서는 산소와 질소 모두 열해리반응을 일으켜서 이 때문에 열의 손실이 있다. 작동 기체의 비열 이론 공기 사이클에서는 작동 기체의 비열을 일정한 것으로 가정하나, 실제 사이클에서는 작동 기체의 비열은 혼합기의 조성 및 연소 온도에 따라 달라진다. 정압,정적 과정 실제 사이클에서는 완전한 정압 연소 또는 정적 연소가 이루어지지 않는다. 완전 연소 실제 사이클에서는 혼합기의 완전 연소가 일어나지 않고 일부분의 연료는 불완전 연소한다. 흡,배기 과정 실제 사이클에서는 흡,배기과정 중에 외부로부터의 일을 필요로 한다. 따라서 흡,배기과정 중에 에너지를 소모한다. 배기 손실 실제 사이클에서는 배기가스의 열 에너지로 손실되는 열량이 상당 부분을 차지한다. 냉각 손실 실제 사이클에서는 연소가스의 열 에너지의 일부가 연소실 벽면을 통해서 냉각손실로 빠져 나간다. 유동 손실 연소되어 배출되는 연소가스와 새로 유입되는 혼합기의 작동기체 교환과정 중에 유동 손실이 수반된다. 밸브의 존재 실제 사이클에서는 흡기밸브와 배기밸브가 존재하며, 이것으로 인하여 흡기와 배기에 얼마 간의 시간이 소요된다. 과정의 변화 실제 사이클에서는 각 과정의 변화가 급격하게 이루어지지 않고 완만하게 변화한다.