CNG发动机运转参数对燃烧放热模型计算结果的影响

为了探讨压缩天然气(CNG)发动机运转参数对不同放热模型计算结果的影响,并确定各模型的适用范围,根据点燃式CNG发动机的缸内压力、曲轴转角等测试结果,采用3种放热率模型(Gatowski etal模型,Apparent heat release模型和R-W(Rassweiler-Withrow)模型)分别计算了燃烧放热率、已燃质量分数等参数,并进一步分析了发动机运转参数对不同放热模型计算结果的影响规律.研究结果表明,采用Apparent heat release模型和R-W模型计算所得到的燃烧放热率、已燃质量分数差异很小,二者可通用;点火提前角和过量空气系数对3种模型的计算结果差异影响很小;当节气门开度较小时,3种模型的计算结果差异很小;与其他两种模型相比,Gatowski et al模型的计算结果受发动机转速的影响更加明显;当节气门开度较小或者发动机转速高时,这3种模型可通用;当发动机转速较低时,与其他两种模型相比,采用Gatowski et al模型更加理想和精确.     

柴油机全工况下抽气回热式有机朗肯循环系统分析

针对一台车用柴油机的排气能量变化规律,建立了抽气回热式有机朗肯循环(RORC)系统,分别采用纯工质R245fa和非共沸混合工质Mix(异戊烷与R245fa按照摩尔比例7∶3组成的混合工质),研究了抽气压力这一参数对RORC系统净输出功率、系统热效率、工质质量流量等性能的影响;进而确定Mix抽气压力1.15 MPa,R245fa抽气压力1.2 MPa,在柴油机全工况范围内,对比分析了采用2种工质的RORC系统的净输出功率、效率、工质质量流量等性能随柴油机转速和转矩的变化情况,结果显示,在柴油机全工况范围内,与采用R245fa的RORC系统相比,采用Mix作为工质的RORC系统的余热回收效果更佳。     

抽气回热式有机朗肯循环系统热力学分析

为了实现发动机排气余热能的高效回收与利用,设计了抽气回热式有机朗肯循环(ORC)系统.在Matlab环境下,分析了抽气压力、蒸发压力、膨胀机入口温度等因素对系统性能的影响,并利用热力学第一定律及第二定律将抽气回热式ORC和基本ORC进行对比.研究结果表明,在固定蒸发压力下,抽气回热式ORC系统的热效率、炯效率随抽气压力的增大而先增大后减小,工质质量流量随抽气压力的增大而逐渐增大,蒸发器换热量随抽气压力的增大先减小后增大;与基本ORC系统相比,抽气回热式ORC系统的热效率、(火用)效率均有提高,炯损率降低,因此抽气回热式ORC系统余热回收效果更明显.     

快速压缩机试验台架设计与性能试验

设计了一套快速压缩机试验台架,并进行了压缩性能试验。在分析液压缓冲、驱动压力等因素对快速压缩机试验台架性能的影响,并进行压缩性能优化后,快速压缩机压缩平均速度大于8 m/s,燃烧缸内压缩温度的可控范围为650~1 120 K。使用DME-O2-N2混合气进行了快速压缩机的燃烧性能试验,观察到了混合气两阶段放热现象与两阶段着火延迟期。在不同的压缩比、压缩温度与压缩压力条件下,对DME-O2-N2混合气两阶段着火延迟期、总着火延迟期的变化规律进行了研究。试验结果表明:在相同初始压力下,随着燃烧缸内压缩温度与压缩压力的增加,DME-O2-N2混合气的第一阶段着火延迟期与总着火延迟期均缩短;在相同压缩温度下,燃烧缸内压缩压力的增加导致混合气第二阶段着火延迟期与总着火延迟期均缩短,混合气第一阶段着火延迟期略有缩短。