Estoy tomando una idea diferente, a saber, que desea eliminar el combustible y usar solo la energía del arco para calentar el aire, lo que significa que necesita una fuente de alto voltaje para proporcionar la energía. Como este es un experimento mental, lo inventaré a medida que avance …
Cuanto poder
Dado que la eficiencia de un diésel es inferior al 50%, usemos el 50% por diversión.
Un motor de cortacésped de 10 HP necesitaría 20 HP de electricidad, que es 15 kW … promedio. ¡Ay!
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De hecho, toda la energía se entregaría en el tiempo limitado durante el cual la carga de combustible normalmente se quemaría, digamos 10 grados, o 1/36 de una revolución.
Por lo tanto, la fuente de alimentación necesitaría entregar pulsos de 15kW * 36 o 540kW. ¡Ay otra vez!
¿Qué voltaje se necesitaría?
Para una máxima eficiencia, se debe usar una alta relación de compresión, digamos, 10: 1
¿Qué voltaje se necesita para un arco a 10: 1?
Una relación de compresión de 10: 1 produce 7600 torr y un espacio de chispa de 0.04 pulgadas da un producto de distancia de presión de 304 torr-in, que necesita 30kV para iniciar un arco, que debería ser lo mismo que un motor de gasolina, por lo que una bujía normal podría usarse para “encender” el arco principal. Una relación de compresión más alta elevará el voltaje del arco.
Una vez iniciado, ¿cuál es el voltaje de descarga? Para electrodos de carbono (los electrodos metálicos se derretirán)
V = 38.9 + 2.0x + (16.6 + 10.5x) / I, donde V está en voltios, I en amperios, y x es la longitud del arco en milímetros (descargas eléctricas)
Entonces (con la ayuda de Excel) para una longitud de arco de 50 mm (o 2 “), se necesita un voltaje de 139 V y una corriente de 3900 A para suministrar un pulso de 540 kW. No estoy seguro de si una brecha de chispa larga de .040 encenderá un 2 “brecha”. Tal vez un electrodo encendido, o movido por el pistón, que pueda dibujar un arco a medida que se aleja de la culata. O movido por un árbol de levas … eso es todo.
Los electrodos de carbono funcionan a una densidad de corriente de 470 A / cm ^ 2, por lo que se necesita un área de 8.3 cm ^ 2 (o 1.25 diám.), Aunque un arco de corta duración puede no desarrollarse completamente a ese tamaño.
Pero ahora, el volumen es bastante grande (un diámetro de 2 “x 1.25”) en TDC, lo que significa un gran desplazamiento para obtener una compresión de 10: 1
Gran parte de la energía térmica del arco se destinará al calentamiento de los electrodos, en lugar del aire, según se desee. Bastante se convertiría en luz y calentaría el aire indirectamente, así como las paredes del cilindro.
Necesitaría un robusto banco de condensadores para suministrar la potencia de pulso para el arco, y los condensadores deberían ser cerámicos para reducir la cantidad de resistencia en serie equivalente.
O tal vez, tenga un inductor grande, cargándose a través de electrodos en corto durante la mayor parte del ciclo y formando un arco por el corto tiempo que se separan durante la carrera de “potencia”.
Un experimento mental interesante, pero obviamente mucho más complicado y menos eficiente que un simple motor eléctrico. Gracias por la idea!