응용열역학 Gay-Lussac’s Law, 4stroke SI engine 실험 레포트(게이뤼삭 법칙)

목차

A. 4 Stroke SI Engine
1. The engine which was used in our experiment has a turbo charger. What are advantages of turbo charger?
2. Why a gasoline engine has a throttle valve and pumping loss?
3. Attached figure below shows pressure diagrams of different spark timing on same fuel consumption at stoichiometric AF. Which has a more advanced spark timing? Which has a higher thermal efficiency?
4. Why thermal efficiency is varied as changing spark timing? (Hint. Before compression TDC, Pressure makes negative work. After compression TDC, pressure makes positive work.)
5. Calculate Brake Mean Effective Pressure of 1,997cc 4stroke engine on 13.0kg.m of brake torque. And think about merits of using Mean Effective Pressure on engines.

B. Gay-Lussac’s Law
1. Explain the Gay-Lussac’s Law.
2. Answer the following questions based on experimental data.
2-1. From your results, create a chart of pressure (y-axis) against average temperature(K). Draw a ‘best fit’ line through the results and find its gradient. Are your results linear, confirming the constant relationship predicted by Gay-Lussac’s Law? (Set intervals up to a maximum of around 55°C.)
2-2. Calculate the theoretical pressure and make a chart for each of your measured temperatures and your first measured pressure and temperature as P1 and T1.
3. Compare the measured results and your theoretical results (including their gradients). Can you explain any differences?
4. Can you think of a practical application of Gay-Lussac’s Law?

본문내용

1. The engine which was used in our experiment has a turbo charger. What are advantages of turbo charger?
- 보통의 가솔린 엔진은 자연흡기 방식을 택했을 때, 이론공연비로 운행될 때 효율이 가장 높다. 하지만 자연흡기 방식의 엔진에서는 받아들일 수 있는 공기의 양이 한정되어 있기 때문에 이에 따라 사용할 수 있는 연료의 양이 한정된다. 따라서 낼 수 있는 최대 출력이 한정된다. 하지만 turbo-charger를 이용한다면, 공기를 받아들일 때 turbo-charger를 이용하여 압축 한 후 받아들이기 때문에, 흡기되는 공기의 압력이 높아지고, 이에 따라 같은 부피의 공기를 받아들이더라도, 공기의 양은 더 많아지는 것이다. 따라서 이론공연비로 운행하기 위해 분사되는 연료의 양도 증가하고, 이에 따라 출력도 증가하게 된다.

2. Why a gasoline engine has a throttle valve and pumping loss?
- Throttle valve란 엔진으로 들어가는 공기의 량을 조절하기 위한 밸브이다. 가솔린 엔진은 공기를 받아들이고 그 받아들인 공기에 맞게 연료를 분사하는 알고리즘을 가지고 있다. 여기서 받아들이는 공기의 양이 중요한데, 이를 throttle valve를 통해서 조절한다.
- Pumping loss란 cylinder안에서 연료가 폭발행정 이후에 에너지가 피스톤을 밀며 흡입행정과 압축행정에 사용되는 것을 말한다. 또한 P-V 선도를 봤을 때, 아래쪽 빗금칠 한 부분이 pumping loss에 해당된다.

3. Attached figure below shows pressure diagrams of different spark timing on same fuel consumption at stoichiometric AF. Which has a more advanced spark timing? Which has a higher thermal efficiency?

참고자료

· 없음