技術士 第一次試験 専門科目 機械部門 熱工学 練習問題 第4問: ディーゼル機関と、理論ディーゼルサイクル（断熱圧縮→等圧加熱→断熱膨張→等積放熱）に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。ただし、圧縮比は圧縮の始めと終

「締切比を1に近づけるほど熱効率は理論オットーサイクルに近づく」が適切です。締切比σは、等圧で加熱する間に容積が何倍になるかを表します。

理論ディーゼルサイクルの熱効率は、圧縮比ε、比熱比κを用いて

η＝1−(1/ε^(κ−1))×(σ^κ−1)/{κ(σ−1)}

と表せます（等圧加熱と等積放熱の熱量と断熱の関係から導く）。(σ^κ−1)/{κ(σ−1)}は、κ＝1.4でσ＝1.01、1.1、1.5、2.0のとき1.002、1.020、1.092、1.171で、σが1に近づくと1に近づき、σが大きいほど大きくなります。

DOE Fundamentals Handbook Mechanical Science Vol.1 Diesel Engine Fundamentals によれば、ディーゼル機関は空気だけを圧縮してから燃料を噴射するので14〜24程度の高い圧縮比を使え、混合気を圧縮するガソリン機関はそれより低くなります。すき間容積はピストンが上死点にあるときの容積です。

圧縮比が同じなら、理論ディーゼルサイクルの熱効率は理論オットーサイクル以下で、締切比が1に近いほど高くなります。