闭式多孔介质发动机理想循环热力学分析

多孔介质发动机技术是将多孔介质应用于发动机内部，通过特殊的燃烧方式实现更高效、更清洁的燃烧过程。这种发动机可以大幅度降低尾气排放，同时提高功率密度。在热力学分析中，传统发动机和闭式多孔介质（PM）发动机的理想热力学循环被研究和比较。研究内容涵盖了建立热力学模型，引入等温膨胀比作为关键参数，并推导出闭式PM发动机热效率和循环功的理论公式。通过对闭式PM发动机的研究，可以发现其在理想热力学模型中表现出循环功上的显著优势。 多孔介质自身具有良好的热传导性、较高的孔隙率、极高的比热容及大的比表面积。当将其应用于发动机中，可以利用这些特性在发动机的混合气形成、燃烧和膨胀做功过程中实现能量的有效存储和再循环，从而达到节能的目的。多孔介质技术的这些优势已经引起了国际学术界的广泛关注。 多孔介质发动机的原理和概念可以追溯到1874年Hirsc提出的Stirling发动机设计，该设计在燃料和空气进入燃烧室之前使用蓄热器来预热混合气。后续的一些研究和设计也对多孔介质发动机的发展做出了贡献，包括Ferrenberg等人提出的回热式内燃机设计，以及日本歧阜大学和德国Erlangen大学的学者们提出的超绝热发动机概念和样机试制。 在进行热力学分析时，研究者采用了Matlab软件工具对热力学公式进行了可视化处理，并通过分析所得图像来进一步研究闭式PM发动机在热力学上的优势。通过热力学分析得出的结论显示，闭式PM发动机在循环功上相比传统发动机具有明显优势，尤其是在高速柴油机循环中采用多孔介质技术最为适宜。 这项研究对于动力机械及工程领域来说是非常重要的，因为它不仅仅提升了我们对多孔介质发动机热力学性能的理解，还为未来发动机设计和优化提供了新的理论基础。关键词如“动力机械及工程”、“多孔介质”、“等温膨胀比”和“热力学循环”清晰地表达了该研究的主要内容和方向。 闭式多孔介质发动机理想循环热力学分析揭示了其高效燃烧和清洁排放的潜在优势，为提高发动机性能提供了新的技术路径。同时，该研究也展示了热力学理论在新型发动机设计中的重要应用，有助于推动动力机械工程领域的技术进步。