Efficiency of a Curzon and Ahlborn engine with Dulong-Petit heat transfer law
D. Ladino-Luna*
Depto. de ICE, ESIME-IPN, U.P. Zacatenco, Edif. 4, Av. I.P.N. s/n Col. San Pedro Zacatenco, C.P. 07738, D.F., México.
Recibido el 6 de marzo de 2002. ]]> Aceptado el 16 de julio de 2002.
Abstract
Using the maximization of the power output per cycle, the optimization of a thermal engine performing a Carnot-type cycle is considered. It is assumed that the heat transfer between the reservoirs and the engine occurs according to the Dulong and Petit's heat transfer law. It is found that the efficiency obtained with this heat transfer law can be written as a power series in the parameter λ ~ 1/(ln Vmax — ln Vmin), where Vmax and Vmin are the maximum volume and minimum volume spanned by the cycle, respectively. It is also shown that the calculated efficiency verifies the semi-sum property of the ecological efficiency.
Keywords: Finite time thermodynamics; optimization; power output.
Resumen
Se considera la optimización de una máquina térmica por medio de un ciclo tipo Carnot, usando la maximización de la potencia de salida en el ciclo. Se supone que la transferencia de calor entre los almacenes y la máquina se realiza de acuerdo con la ley de transferencia de calor de Dulong y Petit. Se encuentra que la eficiencia obtenida con esta ley de transferencia de calor, se puede escribir como una serie de potencias del parámetro λ ~ 1/(ln Vmax — ln Vmin), donde Vmax y Vmin son los volúmenes máximo y mínimo subtendidos por el ciclo, respectivamente. También se muestra que la eficiencia calculada cumple la propiedad de semi-suma de la eficiencia ecológica.
Descriptores: Termodinámica de tiempos finitos; optimización; potencia de salida.
]]> PACS: 44.6+k; 44.90+c
DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF
References
*. Also, Universidad Autónoma Metropolitana-Atzcapozalco.
1. A. De Vos, Endoreversible Thermodynamics of Solar Energy Conversion (Oxford University Press, Oxford, 1992). [ Links ]
2. H.B. Callen, Thermodynamics and an Introduction to Thermo-statistics (Wiley, New York, 1985). [ Links ]
]]>3. F.L. Curzon and B. Ahlborn, Am. J. Phys., 43 (1975) 22. [ Links ]
4. M.H. Rubin, Phys. Rev., A19 (1979) 1277. [ Links ]
5. J.L. Torres, Rev. Mex. Fis., 34 (1988) 18. [ Links ]
6. M. Rubin and B. Andresen, J. Appl. Phys., 53 (1982) 1. [ Links ]
7. F. Angulo-Brown, J. Appl. Phys., 69 (1991) 7465. [ Links ]
]]>8. D. Gutkowics-Krusin, I. Procaccia and J. Ross, J. Chem. Phys., 69 (1978) 3898. [ Links ]
9. D. Ladino-Luna and S.M.T. de la Selva, Rev. Mex. Fís., 46 (2000) 52. [ Links ]
10. L.A. Arias-Hernández and F. Angulo-Brown, Rev. Mex. Fís., 40 (1994) 866. [ Links ]
11. F. Angulo-Brown and R. Páez-Hernández, J. Appl. Phys., 74 (1993) 2216. [ Links ]
12. C.T. O'sullivan, Am. J. Phys., 58 (1991) 956. [ Links ]
]]>