由液化天然气的低温火用驱动的发电用斯特林发动机-翻译1-陈梦谣讲述.docx

外文翻译一作者：Ireneusz Szczygiel, Wojciech Stanek, Jan Szargut出处：Silesian University of Technology, Gliwice, Konarskiego 22, Poland由液化天然气的低温?驱动的发电用斯特林发动机文章历史：于2015年3月24日收到初稿于2015年8月25日收到修改稿于2015年8月31日采纳发布于xxx网摘要船运的液化天然气在引入管道系统之前是经过压缩和再气化的。有人已对液化天然气未燃尽部分的低温?用于发电的应用作出分析。对于将液化天然气低温?转化成电能，曾提出的斯特林发动机可有望实现。斯特林发动机的热力学模型已经得到应用。该模型是用于探究换热器的夹点温度、发动机压缩比、死区体积对斯特林发动机的热力学参数的影响。模拟结果显示输入数据，该数据可用于研究特定系统的热力学性能。我们已采用?分析来评估特定过程的热力学性能。对于每个特定的系统配置，?效率、设计的影响及?损的运行参数是确定的。所得结论代表了包括热生态成本在内的先进的?分析的背景。第1章引言船运的液化天然气在引入管道系统之前是经过压缩和再气化的。有人已对液化天然气未燃尽部分的低温?用于发电的应用作出了分析。针对将液化天然气转化成电能，斯特林发动机被提出。船运的液化天然气蕴含极大的低温?，这些低温?经过再气化后送入管道系统之前可以用于发电。天然气的液化需要消耗很大一部分能量。当我们采用环境热来实现再气化时，?已完全损失。通过利用液化天然气低温?的热装置，天然气的部分?可以恢复。这种利用中最简单的方法是基于朗肯冷循环原理的，从环境中吸收再气化热并将释放冷凝热用于预热从而是液化天然气蒸发。这种方案是由Szargut 和Szczygie?提出的，鲁等人也作过同样的尝试，他们研究的是氨水动力系统。Tsatsaronis 和Morosouk表明由液化天然气低温?驱动的热电联供系统的?分析。氨水基础循环被王等人以新的形式呈现出来。朗肯循环的技术实现就技术角度而言是一个挑战。事实上，要解决这一问题需要花费昂贵的代价。在文章中提出了一个更为简单的循环：斯特林发动机。董等人展示了对采用斯特林发动机以回收液化天然气?的简要分析。本文中还研究了理想的斯特林循环。斯特林发动机是1816年罗伯特.斯特林发明的。斯特林循环是由封闭系统的四个热力学过程组成：两个等温过程和两个等熵过程（图1）。斯特林循环发动机很重要的部分是热量回收，这便使得斯特林循环接近于卡诺循环。当回热器正常工作时，即qR1 =qR2（图1），斯特林循环的效率等于卡诺循环的效率：，（1）其中Tc和Th分别表示低温热源和高温热源的温度。专业术语b 比?,等容热容积,B ?,h 比焓,H 焓,k 相对死区容积L 功, m 质量, kgp 压力, kPaq比热,Q热量, R 个别气体常数,T温度, K比容, V 体积, 希腊字母效率等熵指数压缩比图1：斯特林循环的温-熵图当考虑到实际的回热器时，斯特林循环的效率是降低的，且效率的高低取决于压缩机的压比和回热器的效率:（2）回热器的能效的定义是实际回热(qR)与等容过程的总热量(图1中的或)之比。第2章斯特林发动机综述与朗肯循环相比，斯特林发动机的原理与其构造一样的简单，这样可使初投资降低。与斯特林发动机运行的原理相应的T-S图（图1）由图2所示。实际循环与理论循环是有区别的。差异来源于所有的不可逆过程，包括：膨胀过程、压缩过程以及等容过程。此外，循环过程的物理实现与膨胀过程的死区容积、压缩气缸和带死区容积的回热器有密切关系。这些死区容积极大地降低了发动机的理论效率。实际循环的例子由图3所示。斯特林的诸多优点如下所示：辅助热源无相变可持续（无声）燃烧低噪声冷端密封轴承无阀门易启动缺点如下：高尺寸/功率比昂贵且大型的换热器启动缓慢斯特林发动机的应用领域十分广泛。如今，在冷却与加热过程、热电联供系统的废热回收、太阳能应用、潜艇传动、电子设备的冷却以及低温等领域都能够发现斯特林发动机。因为论文的观点，值得注意的是斯特林冷却器应用于天然气的液化和再液化过程。第3章斯特林循环的数学模型斯特林循环的运行参数可用两种方法评估：热力学分析和CFD（计算流体力学）的建模。很多的论文为不同概念的斯特林循环的热力学分析作出了贡献。2003年班查等人对太阳能驱动的斯特林发动机和低温差斯特林发动机技术作出了文献回顾。在这项工作中他们讨论了一些研究论文。2005年班查等人对伽马配置的斯特林发动机的输出功率作出了热力学分析，2006年