サバテサイクル

サバテサイクルは、複合サイクルとも呼ばれる、非可逆熱サイクルの一種である。 高速ディーゼルエンジンの理論サイクルである。

サイクル

1 温度T₁－V₁からV₂まで断熱圧縮→2 温度T₂

2 温度T₂－Q_Vの熱を等容積で吸熱→2' 温度T_2'

2' 温度T_2'－Q_Pの熱を等圧力で吸熱→3 温度T₃

3 温度T₃－V₂からV₁まで断熱膨張→4 温度T₄

4 温度T₄－Q₂の熱を等容積で放熱→1 温度T₁

理論熱効率

Q₁ = Q_V + Q_P
= ( u_2' - u₂ ) + ( h₃ - h_2' )
= C_V ( T_2' - T₂ ) + C_P ( T₃ - T_2' )

Q₂ = u₄ - u₁ = C_V ( T₄ - T₁ )

W = Q₁-Q₂
= { C_V ( T_2' - T₂ ) + C_P ( T₃ - T_2' ) } - C_V ( T₄ - T₁ )

α = P_2' / P₂ = T_2' / T₂

ε = V₁ / V₂

σ = V₃ / V₂ = T₃ / T₂

κ = C_P / C_V

η_th = W/Q₁ = 1 - ( T₄ - T₁ )/ { ( T_2' - T₂ ) + κ ( T₄ - T₁ ) }
= 1 - ( 1 / ε )^κ-1[( σ^κα - 1 ) / {( α -1) + κα( σ - 1)}]

η_th : 理論熱効率 W : 有効仕事 α : 圧力比 ε : 圧縮比 σ : 定圧膨張比
κ : 比熱比 C_P : 定圧比熱 C_V : 定積比熱
h : 気体のエンタルピー u : 気体の内部エネルギー V : 気体の体積 T : 絶対温度