Bruksanvisningar för tillvaron, del I - Boksidan

En dieselmotor fungerar, som bekant, så att kolven trycks nedåt av en explosion. När kolven åker upp igenöppnas samtidigt avgasventilen och kolven trycker ut avgaserna igenom den. Kolven har emellertid såmycket rörelseenergi att den vänder igen och fortsätter nedåt. På vägen ned öppnas en ventil som släpperin luft som sugs in av den nedåtgående kolven. Då kolven går upp igen stängs luftventilen och luftentrycks ihop. Ju mer luften trycks ihop desto varmare blir den och när kolven är nästan uppe sprutas det infinfördelad diselolja, som antänds av att luften är så varm. Vilket gör att det blir en explosion.Trycket (förkortas med p) i cylindern efter explosionen beräknas med formeln:p = n x R x TVSom är ett sätt att skriva det som kallas ”allmänna gaslagen” p x V = n x R x T därp = gasens tryck (i N/m 2 )V = gasens volym (i m 3 )n = substansmängd (i mol)R = gaskonstanten (= 8,3145 J/mol Kelvin)T = absoluta temperaturen (i Kelvin).Kraften på kolven= trycket i cylindern x kolvens area= p x pi x kolvradien x kolvradien= p x pi x r 2 .Trycket är så klart störst precis efter explosionen och därefter minskar det med kolvens rörelse nedåt. Detlöser, den som vill räkna ut den skapade rörelseenergin enklast genom att räkna med medeltrycket icylindern (p medel ). Det går så klart att räkna fram medeltrycket, fast det är mycket lättare att mäta trycketunder en några varv och låta mätdatorn räkna fram medelvärdet.Låt säga att medelvärdet, p medel = 10 bar= 10 x 10 5 N/m 2 .Effekten på motoraxeln är= kraften på kolven x motoraxelns periferihastighet och den senare ärdetsamma som slaglängden (S) x varvtalet (n).Sammantaget är formeln för effekten:P= p medel x pi x r 2 x S x n x antalet cylindrarOch denna fyrcylindriga motor med:Medeltrycket, p medel = 10 x 10 5 N/m 2cylinderradien, r= 0,05 m,slaglängden, S= 0,1 m,varvtalet n= 20 varv/sekund.Gav:P= 10 x 10 5 x pi x 0,05 2 x 0,1 x 20 x 4 W = 62.800W= 62 kW om verkningsgraden iöverföringen till elektrisk energi var ungefär densamma som för byns vattenkraftverk hade defått ut:P elektrisk effekt = P mekanisk effekt x 0,85= 52,7 kW136