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3.1.2 原理実証システムの仕様検討および基本設計
性能検討の結果を参考に、実証システム（特に排熱回収系〜噴射弁）の仕様を表. 3-1-1に示すように決めた。（実証システム向けは12cy1向けとして記載する）
本仕様をもとにシステムの基本設計（一部製作）を進める。（3.2御 参照）
表. 3-1-1 実証システムの仕様
| 機器 |
仕様 |
| 項目 |
単位 |
値／メーカ |
| 高圧給水システム |
圧力 |
MPa |
35 |
| 流量（試験機） |
kg/h |
300 |
| 流量（実機（12cyl）） |
kg/h |
3600 |
熱交換器（試験向け）
［ササクラ殿依頼］ |
胴側入口温度 |
℃ |
- |
| 胴側出口温度 |
℃ |
- |
| （バーナor電気ヒータ方式） |
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| 水側入口温度 |
℃ |
30 |
| 水側出口温度 |
℃ |
450 |
| 水側圧力 |
MPa |
35 |
熱交換器（実機向け）
［ササクラ殿依頼］ |
［高温側］ |
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| 胴側入口温度 |
℃ |
520 |
| 胴側出口温度 |
℃ |
400 |
| 胴側排ガス流量 |
kg/h |
42000 |
| 胴側圧力 |
MPa |
0.3 |
| 水側入口温度 |
℃ |
250 |
| 水側出口温度 |
℃ |
450 |
| 水側圧力 |
MPa |
35 |
| 水側流量 |
kg/h |
3600 |
| ［低温側］ |
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| 胴側入口温度 |
℃ |
300 |
| 胴側出口温度 |
℃ |
180以上 |
| 胴側圧力 |
c |
0.1 |
| 水側入口温度 |
℃ |
30 |
| 水側出口温度 |
℃ |
250 |
| 水側圧力 |
MPa |
35 |
| 噴射弁 |
噴射期間 |
deg |
20〜45 |
| 噴射圧力 |
MPa |
35 |
| 噴射量（試験機） |
kg/h |
300 |
| 噴射量（実機12cy1） |
kg/h |
3600 |
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図. 3-1-1 システムのモデル化
受熱モード：実機データをもとにWiebeの式で与える。
過給機効率：実機データと同等
機械効率：実機データよりウイラン法から摩擦平均有効圧を算出して推定
燃焼室壁温度：実機データよりヘッド下面、ピストン上面、ライナ表面の空間的な平均温度を利用。熱伝達係数にはEichelbergの式を用いる
関係式
○エネルギーバランス
Σ dUi/dθ=dQf/dθ+ha dMa/dθ+hst dMst/dθ- Σ pi dV/dθ-dQw/dθ+hex dMex/dθ （1）
○マスバランス
Σ dMi/dθ=dMa/dθ+dMst/dθ+dMf/dθ-dMex/dθ （2）
・内部エネルギーの式（以下／dθは便宜的に削除して記載する）
dUi=d(Miui)
=dMi ui+Mi dui
=dMi ui+Mi(dhi/dT-RidT)｛hi=f(T,pi)≒f(T)｝ （3）
・気体の状態方程式
dpi=pi(dZi/Zi+dMi/Mi-dv/V+dT/T)
｛pi V=(Zi)Mi Ri T（Zi: 圧縮係数）｝ （4）
以上より
dT=(dQ+dH-Σ ui dMi-Σ pi dV+Σ(Mi Ri TdZi))/(ΣMi(dhi/dT-Ri Zi) （5）
dP=T/V Σ Zi Ri dMi+T/V Σ Gi Ri dZi-P/VdV+dT/(T/P) （6）
圧縮係数Ziを無視すれば
dT=(dQ+dH-Σ ui dMi-Σ pi dV)/(Σ Mi(dhi/dT-Ri) （7）
dP=T/V Σ Ri dMi-P/VdV+dT/(T/P) （8）
図. 3-1-2 各気体の温度とエンタルピの関係（多項式近似）
図. 3-1-3 水の温度とエンタルピの関係（多項式近似）
図. 3-1-4 空気の物性（近似と実際の比較）
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