超临界蓄热有机朗肯循环余能回收系统研究

发布时间：2020-07-11 22:53

【摘要】：能源短缺已经成为世界各国共同关注的问题,内燃机作为一种热效率较高的耗能机械,其热效率也只有百分之三四十左右,即有百分之六十左右的热量以不同的形式耗散掉,所以,对发动机余热回收利用技术的研究尤为重要。车用内燃机存在着尾气实时温度与后处理器的高效温度窗不匹配,以及涡轮增压系统高速时尾气量过剩,瞬态加载工况下进气响应性不足的问题,针对这些问题,本文提出了超临界蓄热有机朗肯循环尾气余热回收整体方案,本方案中的关键技术为超临界蓄热及蓄热式复合涡轮增压。首先,本文介绍了超临界蓄热器的设计,具体设计内容包括超临界蓄热器方案设计,蓄热部分的设计,温压调节箱的设计与校核,超临界蓄热器测控系统的设计。蓄热部分的设计是指根据超临界蓄热器的热负荷及设计目标,进行换热器的选型设计;温压调节箱的设计是指整体结构及总容积的设计,然后进行强度校核;测控系统的设计内容主要包括硬件电路设计和软件设计。其次,本文进行了超临界蓄热器稳定尾气温度的仿真研究。利用GT-POWER软件搭建了超临界蓄热器仿真模型,并进行了模型的可行性验证。确定了尾气研究对象,并选取平均温度AVG、标准差SD、有效度Y、高效度H和综合指数ZH作为评价指标。仿真研究了分别以R123,RC318,R234fa作为蓄热工质时,不同工质加注量对超临界蓄热器尾气温度调节性能的影响,仿真结果显示,以R123作为蓄热工质且加注量为5kg时,对平均温度AVG、标准差SD、有效度Y、高效度H的优化率分别为3.61%,36.99%,19.31%,80.41%,温度调节效果明显。最后,本文进行了蓄热式复合涡轮增压系统的仿真研究。首先利用GT-POWER软件进行了蓄热式复合涡轮增压系统的建模,然后对有无涡轮旁通阀时发动机的性能进行了仿真研究,仿真结果表明,有涡轮旁通阀时发动机的动力性,经济性和排放性比没有时有较大改善,然后进行了旁通阀的开度值标定,最后进行了辅助增压系统改善进气响应性的仿真验证,仿真结果显示,2500r/min,从10%负荷至100%负荷的加载过程中,进气量开始增加的时刻较原机提前了近1.5s,辅助增压系统的介入提高了瞬态加载时的进气响应性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK115
【图文】：

全球已经探明可开采石油储量分布图

实验台架

发动机尾气连接

【参考文献】

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本文编号：2751041