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書籍詳細

  自動車のエクセルギー解析
- エネルギーの有効活用をはかる -

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雑賀高 工学院大教授 工博 著

発行年月日:2018/04/27 , 判 型: A5,  ページ数:172頁

ISBN:978-4-339-04655-7,  定 価:2,484円 (本体2,300円+税)

エクセルギーは,熱力学で学ぶエントロピーが役立つ実例である。エネルギーを本当の意味で有効利用する自動車のエネルギー関連機器の最適設計を行うには,エクセルギーを用いて解析を行うことが必要であるとの視点で本書をまとめた。

【目次】

1. エントロピー生成とエクセルギー
1.1 エクセルギーは仕事の最大能力
 1.1.1 dead state
 1.1.2 エクセルギー
1.2 エントロピーの導入
1. エントロピー生成とエクセルギー
1.1 エクセルギーは仕事の最大能力
 1.1.1 dead state
 1.1.2 エクセルギー
1.2 エントロピーの導入
 1.2.1 可逆仕事と不可逆性
 1.2.2 固体・液体のエントロピー変化
1.3 エントロピー生成
 1.3.1 固体のエントロピー生成
 1.3.2 気体のエントロピー生成
 1.3.3 蒸気のエントロピー生成
 1.3.4 伝熱によるエントロピー生成

2. エクセルギーによるエネルギー評価
2.1 エネルギーの有効性の評価
 2.1.1 熱力学第1法則と第2法則
 2.1.2 熱力学第2法則効率
2.2 理想気体の熱量と圧力のエクセルギー
 2.2.1 温度と熱量のエクセルギー
 2.2.2 圧力のエクセルギー
2.3 閉じた系と開いた系のエクセルギー
 2.3.1 閉じた系における内部エネルギーのエクセルギー
 2.3.2 開いた系におけるエンタルピーのエクセルギー
2.4 エクセルギー収支
 2.4.1 物質の出入りがない閉じた系のエクセルギー収支
 2.4.2 熱伝達を伴うエクセルギーの移動
2.5 化学反応のエクセルギー
 2.5.1 ギブスエネルギー
 2.5.2 標準反応ギブスエネルギー
 2.5.3 化学反応を伴うエクセルギー収支
 2.5.4 ギブスエネルギー変化による電気的仕事

3. プロセスのエクセルギー解析
3.1 定常流れ系のエクセルギー解析
 3.1.1 エネルギー収支とエクセルギー収支
 3.1.2 廃熱回収システムのエクセルギー解析
3.2 ボイラのエクセルギー解析
3.3 蒸気タービンのエクセルギー解析
3.4 ガスタービンのエクセルギー解析
3.5 エアコンディショナのエクセルギー解析
 3.5.1 冷凍サイクルおよびヒートポンプサイクルの成績係数
 3.5.2 冷凍機およびヒートポンプの熱力学第2法則効率
 3.5.3 冷凍サイクルおよびヒートポンプサイクルのエクセルギー解析
3.6 燃料電池のエクセルギー解析

4. エンジンシステムのエクセルギー解析
4.1 空気標準エンジンサイクル
4.2 4ストローク理論サイクル
4.3 エンジンサイクルのエクセルギー解析
 4.3.1 サイクルのエントロピー変化
 4.3.2 サイクルへの発熱量の供給
 4.3.3 各プロセスのエクセルギー変化
4.4 定容サイクルのエクセルギー変化
 4.4.1 各行程におけるエクセルギー変化
 4.4.2 定容サイクル全体のエクセルギー変化
 4.4.3 熱力学第1法則効率
4.5 定圧サイクルのエクセルギー変化
4.6 火花点火エンジンサイクルのエクセルギー解析
 4.6.1 ポリトロープ変化過程
 4.6.2 燃焼過程の解析モデル
 4.6.3 圧縮・膨張過程の解析モデル
 4.6.4 火花点火エンジンのエクセルギー変化
 4.6.5 水素とイソオクタンの比較
4.7 過給システムのエクセルギー解析
 4.7.1 過給方法
 4.7.2 基本的な関係式
 4.7.3 圧縮機の熱力学第2法則効率
 4.7.4 タービンの熱力学第2法則効率
4.8 ラジエータのエクセルギー解析
 4.8.1 ラジエータの機能
 4.8.2 ラジエータの伝熱特性
 4.8.3 熱交換器の熱力学第2法則効率

5. 自動車パワートレインのエクセルギー解析
5.1 エンジンシステムのエクセルギー解析
 5.1.1 熱力学的平衡と化学平衡
 5.1.2 熱力学的エクセルギーと化学エクセルギー
 5.1.3 エンジン内エクセルギー変化の一般式
5.2 火花点火エンジンのエクセルギー解析
 5.2.1 エンジン速度と負荷がエクセルギーに及ぼす影響
 5.2.2 圧縮天然ガスエンジンのエクセルギー解析
 5.2.3 水素火花点火エンジンのエクセルギー解析
 5.2.4 エタノールエンジンのエクセルギー解析
5.3 ディーゼルエンジンのエクセルギー解析
 5.3.1 燃料噴射時期がエクセルギーに及ぼす影響
 5.3.2 バイオ燃料ディーゼルエンジンのエクセルギー解析
5.4 燃料電池自動車のエクセルギー解析
 5.4.1 エネルギー形態によるエクセルギー量
 5.4.2 燃料電池自動車のエクセルギー
5.5 アンモニア燃料自動車のエクセルギー解析
 5.5.1 自動車用燃料としてのアンモニア
 5.5.2 アンモニア燃料電池システム
 5.5.3 アンモニア燃料SIエンジンのエクセルギー解析
 5.5.4 アンモニア燃料FCシステムのエクセルギー解析

付録A. 熱力学の重要事項
付A.1 熱力学第1法則
付A.2 可逆変化過程
付A.3 カルノーサイクル(Carnot cycle)
付A.4 エントロピー
 付A.4.1 理想気体のエントロピー
 付A.4.2 さまざまな過程におけるエントロピー変化
付A.5 空気標準サイクル(air-standard cycle)
 付A.5.1 空気標準オットーサイクル
 付A.5.2 空気標準ディーゼルサイクル
付A.6 定常熱伝導・熱伝達
付A.7 化合物CαHβOγNδの標準生成エクセルギーの求め方

付録B. 各種物性値表
付表1 主要燃料の標準生成エンタルピーと標準生成ギブスエネルギー
付表2 主要燃料の標準反応エンタルピーと標準反応ギブスエネルギー
付表3 主要化合物の標準生成エクセルギー

引用・参考文献
索引

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