简述汽车尾气热能回收系统建模仿真分析.pdf

· 46· 有 色 冶 金 节 能 口新能源 汽 车 尾 气 热 能 回收 系 统 建 模 仿 真 分 析 徐维铮 张水林 郑卫刚 (武汉理工大学交通学院，湖北 武汉430063) [摘 要] 介绍 了一种汽车尾气热能回收系统，利用 Solidworks进行 了建模仿真分析 ，并利用 Fluent软件对汽车 尾气管出口处的速度场 、压力场和温度场进行 了定性的仿真分析 。 [关键词] 汽车尾气 ；余热；斜盘式斯特林发动机 ；Solidworks仿真 ；Fluent仿真 [中图分类号]X734．2 [文献标志码]A [文章编号]1008—5122(2014)01—0046—04 M odeling-simulation AnalysisofHeatEnergyRecovery System ofAutomobileExhaustGas XU W ei—zheng，ZHANG Shui—lin，ZHENG W ei—gang Abstract：A heatenergyrecoverysystem ofautomobileexhaustgaswasintroducedinthispaperandthe modeling—simulation analysiswasperformedwithSolidworks．Thequalitativesimulationanalysisofveloci— tyfield，pressurefieldandtemperaturefieldofautomobileexhaustgasoutletwasalsoperformedwithFlu— entsoftware． Key words：automobilegas；exhaustheat；swashplatestirlingengine；Solidwordssimulation；Fluent sim111ation 0 前言 1 汽车燃油能量消耗分布 汽车工业是我国工业的支柱产业之一。中国汽 现有 的汽车多采用 内燃机作动力 ，其工作时排 车保有量不断增长 ，从 2009年 的6280万辆增至 出的气体携带大量热能。根据 日产公司技术人员的 2011年的 10578万辆 ，消耗的燃油约 占国内汽油总 研究 ，汽油燃烧产生的能量 中最多仅有 30％的能量 消耗量的80％以上 ，占柴油总消耗量的40％以上。 转化为机械能，其中还有约 5％的能量在摩擦和传 到 2020年 中国汽车保有量预计超过2亿辆 ，总燃油 动中被消耗 ，最后只有约 25％的能量转化为驱动汽 消耗量更将上升至3．2～4亿 t。随着汽车工业的迅 车行驶 的动力。剩下 70％的能量通过尾气排放等 速发展 ，高功率 、大排量的发动机层 出不穷 ，车辆油 形式 (30％的能量 以散热方式被消耗 ，剩下 40％的 耗不断上升 ，节能减排在发动机设计 中 日益受到重 能量随尾气排出)散失到大气之 中，详见图 1。由于 视。 目前发动机热 回收技术主要有废气涡轮增压 、 汽车发动机 的排气压力大，温度高 ，排气温度可达 后接动力循环做功 、余热温差发电、余热制冷或取暖 800oC左右，故可以利用尾气余热进行发 电，并将电 等。本文介绍的一种汽车尾气热能回收系统对于节 能储存在车用蓄电池里。这样既可以为车上照明设备 能和环境保护具有一定的实际意义。 提供电能，还可降低燃油的消耗 ，减少对环境的污染。 2 汽车尾气管出 口速度