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エンジンの設計について

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学校で課題が出されたのですが、さっぱり分かりません。困ってます。内容は、
「下記の4サイクル・オットーサイクル機関を設計せよ。ただし機械損失、放熱損失等はないものとする。
仕様は、出力80kW
燃料は発熱量44000kJ/Kgのガソリンとし、混合比(空気と燃料の重量比)=20(燃料1に対し空気20)、空気と燃焼ガスはCp=1.01kJ/KgKCv=0.721KJ/KgK、比熱比1.4の理想気体とする。
1)シリンダ数、回転数、圧縮比、平均有効圧力、圧力上昇比
2)シリンダの寸法
3)熱効率、燃料消費量
4)およその寸法、略図
なんですよ・・・。今熱機関でオットーサイクルを勉強したところで、こんな専門的な事言われてもさっぱり・・で・・・。
助けてください。。
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この課題については、「最高のエンジンを設計せよ」と言われているわけでもなく、決まった答えが1つあるわけでもないので、あまり「専門的」ととらえずに仕様にあった設計をすればいいと思います。 出題した側からみれば「(熱機関ばかりでなく今まで物理等で)習ったことが、ちゃんと使えるかどうか」を確認するものではないでしょうか。 ・その混合比でガソリンが燃焼すると、ガス温度は何度上昇するか? ・PV線図が書け ...続きを読む
この課題については、「最高のエンジンを設計せよ」と言われているわけでもなく、決まった答えが1つあるわけでもないので、あまり「専門的」ととらえずに仕様にあった設計をすればいいと思います。
出題した側からみれば「(熱機関ばかりでなく今まで物理等で)習ったことが、ちゃんと使えるかどうか」を確認するものではないでしょうか。

・その混合比でガソリンが燃焼すると、ガス温度は何度上昇するか?
・PV線図が書けるか?(空気とガスを同じ比熱比にしているわけだし、これも答えとして期待されているでしょう)
・圧縮比と比熱比と効率、または温度比と効率の関係を理解しているか?
・無茶な設計をしていないか(例えば、秒速数万回転とか、数%しかない効率とか、単気筒なのにカウンタウエイトもフライホイールもないとか、「なんでそんな設計にしたの?」って言われるようなこと)

これぐらいがポイントで、及第点はとれるでしょう。
また、答えの自由度の大きい課題では「こだわり(ここに重点を置いて設計したとか、こういう構成にはこういうメリットがあるとか)」も期待されるでしょう。(エンジンマニアならV型とか水平対向とかロータリーとか、いろいろ出してくるでしょうが、それこそ「専門的」なことですね)

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