工质气体振动自由度对热机效率的影响

• 作者: 许恒瑞 李列明
• 来源期刊: 物理与工程
• 关键词: 理想气体比热容 分子振动自由度 萨巴德循环 狄塞尔循环 奥托循环
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 教学研究
• 页码范围: 45-49
• 页数: 5页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1009-7104.2021.06.009

摘要

国内典型的工科大学物理教材和工程热力学教材在计算内燃机循环效率时,都假设工质气体分子是刚性的而忽略其振动自由度对比热容的贡献.本文修正了这个假设,使用理想气体严格的比热容温度关系考虑了振动自由度的贡献,对萨巴德循环、狄塞尔循环和奥托循环这三种常见的内燃机循环,进行了数值模拟.与前述教科书的简化结果比,我们计算得到的循环效率,在常见参数下,下降了6～12个百分点,而且循环中工质组分、燃烧做功过程的温度等重要因素对循环效率的影响被呈现.这样的修正幅度说明大学物理和工程热力学教材中忽略振动自由度对比热容的贡献是合适的.同时,我们认为,在进行半定量热机效率的理论计算时,工质气体振动自由度的影响是一个值得考虑的因素.