Цикл Ленуара

Цикл Ленуара — термодинамический цикл, описывающий рабочие процессы ряда двигателей внутреннего сгорания, имеющих разную конструкцию и область применения, в том числе:

• исторически первый работающий двигатель внутреннего сгорания (см. Двигатель Ленуара), запатентованный в 1859 году бельгийским изобретателем Этьеном Ленуаром, в честь которого цикл получил своё название;
• тепловые ракетные двигатели;
• бесклапанные пульсирующие воздушно-реактивные двигатели;
• газотурбинные двигатели внутреннего сгорания, работающие без доступа атмосферного воздуха, на ракетном топливе (однокомпонентном, например, перекиси водорода, или двухкомпонентном, содержащем горючее и окислитель), например, турбины двигателей торпед, турбонасосных агрегатов ЖРД, и др.

Идеальный цикл Ленуара состоит из трёх термодинамических процессов:

1—2 изохорный нагрев рабочего тела;

2—3 изоэнтропийное расширение;

3—1 изобарное охлаждение.

Термический коэффициент полезного действия идеального цикла Ленуара можно определить как

${\displaystyle \eta =1-k{\frac {n-1}{n^{k}-1}},}$

где ${\displaystyle n={\frac {V_{3}}{V_{1}}}}$ — степень расширения, и ${\displaystyle k}$ — показатель адиабаты для рабочего тела. Этой формулой удобно пользоваться для определения КПД поршневого двигателя Ленуара, поскольку параметр ${\displaystyle n}$ легко может быть определён из рассмотрения геометрии и кинематики узла цилиндр-поршень двигателя. Эквивалентно,

${\displaystyle \eta =1-k{\frac {\lambda ^{1/k}-1}{\lambda -1}},}$

где ${\displaystyle \lambda ={\frac {p_{2}}{p_{1}}}}$ — степень повышения давления. Эта формула чаще всего используется для расчётов КПД реактивных и газотурбинных двигателей, работающих по циклу Ленуара.

Двигатель Ленуара