Abstract This paper establishes an air-standard irreversible Dual-Miller cycle (DMC) model with the specific heat ratio (SHR) of working fluid (WF) linearly varying with its temperature. Because the specific heat (SH) of WF varies with combustion reaction in actual internal combustion engine (ICE), the SHR of WF should be a function of temperature but not a constant. In order to accurately reflect the practical characteristics of DMC engine, performance of DMC with linearly variable SHR, and with heat transfer (HT) loss, friction loss (FL) and other internal irreversible losses (IILs) is analyzed and optimized by applying finite-time thermodynamics. Analytical formulae of the power output ( P ), efficiency ( η ), entropy generation rate (EGR) and ecological function ( E ) are derived. Relationships among P , η , E and compression ratio are obtained via numerical calculations. Effects of the design parameters, cycle temperatures and linearly variable SHR of WF on P , η and E are investigated. Performance differences among the DMC and its simplified cycles, including Otto cycle (OC), Dual cycle (DDC) and Miller cycle (OMC) are compared. Performance characteristics of the DMC with different optimization objective functions (OOFs) are analyzed. The results indicate that the maximum power output ( MP ), maximum efficiency ( MEF ) and maximum ecological function ( ME ) of the DMC are superior to those of OC, DDC and OMC, and optimizing E is the best compromise between optimizing P and optimizing η . The presented results may be helpful to optimize the performance of practical DMC engines.

中文翻译：

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工质比热比线性可变的空气标准不可逆双米勒循环的热力学优化

摘要 本文建立了工质（WF）的比热比（SHR）随温度线性变化的空气标准不可逆双米勒循环（DMC）模型。由于 WF 的比热 (SH) 随实际内燃机 (ICE) 的燃烧反应而变化，因此 WF 的 SHR 应该是温度的函数而不是常数。为准确反映DMC发动机的实际特性，对具有线性可变SHR、传热（HT）损失、摩擦损失（FL）等内部不可逆损失（IIL）的DMC性能进行了分析和优化。时间热力学。推导出功率输出(P)、效率(η)、熵产生率(EGR)和生态函数(E)的解析公式。P , η , 之间的关系 E 和压缩比通过数值计算获得。研究了 WF 的设计参数、循环温度和线性可变 SHR 对 P 、 η 和 E 的影响。比较了 DMC 及其简化循环之间的性能差异，包括奥托循环 (OC)、双循环 (DDC) 和米勒循环 (OMC)。分析了具有不同优化目标函数 (OOF) 的 DMC 的性能特征。结果表明，DMC的最大功率输出（ MP ）、最大效率（ MEF ）和最大生态功能（ ME ）优于OC、DDC和OMC，优化E是优化P和优化的最佳折衷方案。 η 。所呈现的结果可能有助于优化实际 DMC 发动机的性能。研究了循环温度和 WF 在 P 、 η 和 E 上的线性可变 SHR。比较了 DMC 及其简化循环之间的性能差异，包括奥托循环 (OC)、双循环 (DDC) 和米勒循环 (OMC)。分析了具有不同优化目标函数 (OOF) 的 DMC 的性能特征。结果表明，DMC的最大功率输出（ MP ）、最大效率（ MEF ）和最大生态功能（ ME ）优于OC、DDC和OMC，优化E是优化P和优化的最佳折衷方案。 η 。所呈现的结果可能有助于优化实际 DMC 发动机的性能。研究了循环温度和 WF 在 P 、 η 和 E 上的线性可变 SHR。比较了 DMC 及其简化循环之间的性能差异，包括奥托循环 (OC)、双循环 (DDC) 和米勒循环 (OMC)。分析了具有不同优化目标函数 (OOF) 的 DMC 的性能特征。结果表明，DMC的最大功率输出（ MP ）、最大效率（ MEF ）和最大生态功能（ ME ）优于OC、DDC和OMC，优化E是优化P和优化的最佳折衷方案。 η 。所呈现的结果可能有助于优化实际 DMC 发动机的性能。比较双循环 (DDC) 和米勒循环 (OMC)。分析了具有不同优化目标函数 (OOF) 的 DMC 的性能特征。结果表明，DMC的最大功率输出（ MP ）、最大效率（ MEF ）和最大生态功能（ ME ）优于OC、DDC和OMC，优化E是优化P和优化的最佳折衷方案。 η 。所呈现的结果可能有助于优化实际 DMC 发动机的性能。比较双循环 (DDC) 和米勒循环 (OMC)。分析了具有不同优化目标函数 (OOF) 的 DMC 的性能特征。结果表明，DMC的最大功率输出（ MP ）、最大效率（ MEF ）和最大生态功能（ ME ）优于OC、DDC和OMC，优化E是优化P和优化的最佳折衷方案。 η 。所呈现的结果可能有助于优化实际 DMC 发动机的性能。优化 E 是优化 P 和优化 η 之间的最佳折衷。所呈现的结果可能有助于优化实际 DMC 发动机的性能。优化 E 是优化 P 和优化 η 之间的最佳折衷。所呈现的结果可能有助于优化实际 DMC 发动机的性能。