有机朗肯循环空间回热特征研究
发布时间：2021-05-27 08:49
车用内燃机对燃油的利用率较低,大量的热量通过尾气消散至大气中,回收尾气余热具有提高整车热效率的潜力,而有机朗肯循环（ORC）余能回收系统是车用内燃机尾气余热回收最具优势的技术之一。为了提高ORC系统的性能,本文提出一种新型空间回热ORC（NRORC）系统,该系统具有做功完全和结构简单等优点。本文提出了以空间回热为核心,旨在回收做功后过热乏气工质汽化显热和潜热的技术路线,明确了以NRORC系统为研究重点的柴油机尾气余热回收利用方案。详细介绍了ORC系统、预热有机朗肯循环（PORC）余能回收系统、NRORC系统的结构和运行原理,并对以上三种系统的主要热力过程进行了热力学分析,验证了采用预热和空间回热等热力过程来提高ORC系统的性能具有理论可行性。分别探究了蒸发压力和蒸发温度对ORC系统及其组成部件性能的影响,并研究了6DL柴油机运转工况对ORC系统性能的影响。研究结果表明,提高蒸发压力能够明显的提高ORC系统及其组成部件的性能;蒸发温度对ORC系统及其组成部件的性能影响较小,但ORC系统在换热量一定的前提下,提高蒸发温度可以降低ORC系统所需工质的质量流量;ORC系统在中等负荷和大负荷工况...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 内燃机尾气余热回收技术
1.2.2 空间回热有机朗肯循环
1.2.3 有机朗肯循环工质的选择
1.3 本文主要研究内容
第2章 典型有机朗肯循环的架构及分析
2.1 ORC系统及其热力学分析
2.1.1 ORC系统的运行原理
2.1.2 ORC系统的热力学分析
2.2 PORC系统及其热力学分析
2.2.1 PORC系统的运行原理
2.2.2 PORC系统的热力学分析
2.3 NRORC系统及其热力学分析
2.3.1 NRORC系统的运行原理
2.3.2 NRORC系统的热力学分析
2.4 本章小结
第3章 ORC系统性能的研究及原型系统开发
3.1 ORC系统仿真研究与评价
3.1.1 Aspen仿真软件简介
3.1.2 ORC系统及其主要组成部件的热力学分析
3.1.3 ORC系统及其主要组成部件的性能探究
3.1.4 6DL柴油机不同工况下ORC系统性能的探究
3.2 ORC原型系统的开发
3.3 本章小结
第4章 NRORC系统性能的研究与评价
4.1 NRORC系统仿真研究与评价
4.1.1 NRORC系统及其热力学分析
4.1.2 空间回热器仿真模型可用性分析
4.1.3 蒸发压力和工质质量流量对NRORC系统性能的影响
4.1.4 循环工质对NRORC系统性能的影响
4.1.5 6DL柴油机运转工况对NRORC系统性能的影响
4.2 ORC、PORC、NRORC系统性能的对比分析
4.2.1 PORC系统的热力学分析
4.2.2 ORC、PORC、NRORC系统性能的探究与评价
4.2.3 空间回热及预热提升ORC系统性能的机理研究
4.3 本章小结
第5章 全文总结及工作展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车废气涡轮增压系统浅谈[J]. 于栋. 现代制造技术与装备. 2018(08)
[2]热电转化系统的发展与应用[J]. 林涛,韩凤琴,王长宏. 新能源进展. 2017(01)
[3]内燃机余热有机朗肯循环工质筛选研究[J]. 戴晓业,安青松,史琳,翟慧星. 汽车工程. 2017(02)
[4]基于经济性和效率的有机朗肯循环工质优选[J]. 李惟毅,高静,李子申,张海佳. 化工进展. 2016(02)
[5]汽车尾气温差发电装置热端与消声器集成研究[J]. 邓亚东,谢蛟龙,叶冰清,苏楚奇. 武汉大学学报(工学版). 2015(02)
[6]增压柴油机瞬态EGR控制策略[J]. 隋菱歌,刘忠长,韩永强,田径. 内燃机学报. 2013(04)
[7]增压柴油机瞬态排放仿真平台[J]. 隋菱歌,刘忠长,韩永强,田径. 内燃机学报. 2012(02)
[8]汽车尾气余热热电转换装置设计与初期试验[J]. 全睿,全书海,黄亮,邓亚东,唐新峰. 上海交通大学学报. 2011(06)
[9]汽车尾气温差发电装置及热电模块的布置研究[J]. 邓亚东,范韬,郭珣,凌凯,代宏伟,苏楚奇. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2010(02)
博士论文
[1]柴油机余热回收底循环系统及排气换热器设计与性能优化[D]. 李晓宁.天津大学 2014
[2]柴油机可调二级涡轮增压系统研究[D]. 刘博.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]可变膨胀比朗肯循环余能回收系统研究[D]. 康见见.吉林大学 2015
[2]车用发动机废气涡轮发电系统设计与试验研究[D]. 邓彪.重庆交通大学 2015
[3]低品位热能驱动的超临界有机朗肯循环工质筛选的研究[D]. 刘超.华北电力大学 2014
[4]基于内燃机排气余热回收系统的朗肯循环工质研究[D]. 王鹏飞.天津大学 2014
[5]多场耦合条件下汽车尾气温差发电系统研究[D]. 鄢小平.武汉理工大学 2012
[6]基于汽车尾气废热温差发电的42V动力系统建模与仿真[D]. 凌凯.武汉理工大学 2011
本文编号：3207275
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 内燃机尾气余热回收技术
1.2.2 空间回热有机朗肯循环
1.2.3 有机朗肯循环工质的选择
1.3 本文主要研究内容
第2章 典型有机朗肯循环的架构及分析
2.1 ORC系统及其热力学分析
2.1.1 ORC系统的运行原理
2.1.2 ORC系统的热力学分析
2.2 PORC系统及其热力学分析
2.2.1 PORC系统的运行原理
2.2.2 PORC系统的热力学分析
2.3 NRORC系统及其热力学分析
2.3.1 NRORC系统的运行原理
2.3.2 NRORC系统的热力学分析
2.4 本章小结
第3章 ORC系统性能的研究及原型系统开发
3.1 ORC系统仿真研究与评价
3.1.1 Aspen仿真软件简介
3.1.2 ORC系统及其主要组成部件的热力学分析
3.1.3 ORC系统及其主要组成部件的性能探究
3.1.4 6DL柴油机不同工况下ORC系统性能的探究
3.2 ORC原型系统的开发
3.3 本章小结
第4章 NRORC系统性能的研究与评价
4.1 NRORC系统仿真研究与评价
4.1.1 NRORC系统及其热力学分析
4.1.2 空间回热器仿真模型可用性分析
4.1.3 蒸发压力和工质质量流量对NRORC系统性能的影响
4.1.4 循环工质对NRORC系统性能的影响
4.1.5 6DL柴油机运转工况对NRORC系统性能的影响
4.2 ORC、PORC、NRORC系统性能的对比分析
4.2.1 PORC系统的热力学分析
4.2.2 ORC、PORC、NRORC系统性能的探究与评价
4.2.3 空间回热及预热提升ORC系统性能的机理研究
4.3 本章小结
第5章 全文总结及工作展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车废气涡轮增压系统浅谈[J]. 于栋. 现代制造技术与装备. 2018(08)
[2]热电转化系统的发展与应用[J]. 林涛,韩凤琴,王长宏. 新能源进展. 2017(01)
[3]内燃机余热有机朗肯循环工质筛选研究[J]. 戴晓业,安青松,史琳,翟慧星. 汽车工程. 2017(02)
[4]基于经济性和效率的有机朗肯循环工质优选[J]. 李惟毅,高静,李子申,张海佳. 化工进展. 2016(02)
[5]汽车尾气温差发电装置热端与消声器集成研究[J]. 邓亚东,谢蛟龙,叶冰清,苏楚奇. 武汉大学学报(工学版). 2015(02)
[6]增压柴油机瞬态EGR控制策略[J]. 隋菱歌,刘忠长,韩永强,田径. 内燃机学报. 2013(04)
[7]增压柴油机瞬态排放仿真平台[J]. 隋菱歌,刘忠长,韩永强,田径. 内燃机学报. 2012(02)
[8]汽车尾气余热热电转换装置设计与初期试验[J]. 全睿,全书海,黄亮,邓亚东,唐新峰. 上海交通大学学报. 2011(06)
[9]汽车尾气温差发电装置及热电模块的布置研究[J]. 邓亚东,范韬,郭珣,凌凯,代宏伟,苏楚奇. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2010(02)
博士论文
[1]柴油机余热回收底循环系统及排气换热器设计与性能优化[D]. 李晓宁.天津大学 2014
[2]柴油机可调二级涡轮增压系统研究[D]. 刘博.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]可变膨胀比朗肯循环余能回收系统研究[D]. 康见见.吉林大学 2015
[2]车用发动机废气涡轮发电系统设计与试验研究[D]. 邓彪.重庆交通大学 2015
[3]低品位热能驱动的超临界有机朗肯循环工质筛选的研究[D]. 刘超.华北电力大学 2014
[4]基于内燃机排气余热回收系统的朗肯循环工质研究[D]. 王鹏飞.天津大学 2014
[5]多场耦合条件下汽车尾气温差发电系统研究[D]. 鄢小平.武汉理工大学 2012
[6]基于汽车尾气废热温差发电的42V动力系统建模与仿真[D]. 凌凯.武汉理工大学 2011
本文编号：3207275
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