发动机多工况有机朗肯循环中混合工质的研究.pdfVIP

第３５卷第４期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３５ №．４ ２０１４年４月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ａｐｒ．２０１４ 发动机多工况有机朗肯循环中混合工质研究 １ １ ２ １ ２ ２ 尉庆国 ，王震 ，杨凯 ，杨富斌 ，张健 ，张红光 （１．中北大学机械与动力工程学院，山西 太原０３００５１；２．北京工业大学环境与能源工程学院，北京 １００１２４） 摘　 要：发动机的热效率并不理想，大部分燃料燃烧后的能量被浪费。 为了提高发动机的燃油利用效率、降低能源消耗， 利用有机朗肯循环系统回收发动机的余热能。 通过实验，研究一台柴油机多工况下的排气特点，为此设计一套有机朗肯 循环余热回收系统。 结合实验结果和理论计算，分析４种非共沸混合工质对多工况下车用发动机有机朗肯循环余热回 收系统性能的影响。 研究过热度和蒸发压力对非共沸混合工质的有机朗肯循环系统的影响，探讨随着发动机工况的变 化，有机朗肯循环系统净输出功率、热效率、（火用）效率及有用功提升率的变化情况。 研究结果表明，过热度为 １０ Ｋ，蒸 发压力为２．０ ＭＰａ时，ＯＲＣ余热回收系统净输出功率最大可达２４．６５ ｋＷ，联合系统的输出功率提升１０．６３％。 关键词：车用发动机；有机朗肯循环；多工况；非共沸混合工质；热效率 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０２００４ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｏｉ／ １０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０２００４．ｈｔｍｌ 中图分类号：ＴＫ４０６　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１４）０４⁃０４６９⁃０８ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｚｅｏｔｒｏｐｉｃ ｍｉｘｔｕｒｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ＯＲＣ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｓ ｕｎｄｅｒ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ １ １ ２ １ ２ ２ ＷＥＩ Ｑｉｎｇｇｕｏ ，ＷＡＮＧＺｈｅｎ ，ＹＡＮＧ Ｋａｉ ，ＹＡＮＧ Ｆｕｂｉｎ ，ＺＨＡＮＧＪｉａｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｈｏｎｇｇｕａｎｇ （１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１Ｃｈｉｎａ；２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ａｎ ｅｎｇｉｎｅ ｉｓ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗ． Ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｗａｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｔ⁃ ｍｏｓｐｈｅｒｅ． Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ ｃｙｃｌｅ（ＯＲＣ）ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｒｅｃｏｖｅｒ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｏｆ ａｎ ｅｎ⁃ ｇｉｎｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｔａｋｅｎ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｅｌ ｅｃｏｎｏｍｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｓｓｉｌ ｆｕｅｌ ｒｅ⁃ ｓｏｕｒｃｅｓ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ ｔｈｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｏｆ ａ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｕｎｄｅｒ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ａ