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.     

不同工况柴油机排气余热回收系统试验与仿真

基于有机朗肯循环(Organic rankine cycle,ORC)设计了柴油机排气余热回收系统。建立了ORC热力学仿真模型预测系统回收性能,并对某款柴油发动机在有、无ORC作用下分别进行试验,对比了试验数据与仿真结果,验证了模型的有效性。将模型应用于不同工况下,观察不同工质流量对ORC净功率及热效率的影响,结果表明ORC净功率随着转速的增加而增加,不同工况下最大热效率均为12.1%,且对应的工质流量选择区间随着转速的提高而扩大,此区间的确定可为ORC试验时工质流量范围的选择提供参考依据。     

以R245fa为工质的余热回收系统试验研究

为了提高车用发动机燃油经济性,设计了一套有机朗肯循环余热回收试验系统,用于回收重型车用柴油机的排气余热能量。通过筛选多种有机工质,选定R245fa作为系统循环工质。构建了由有机朗肯循环回路、能量转换及消耗装置、参数测量及数据采集装置和热源供给部件构成的余热回收试验平台。通过系统试验验证了利用R245fa作为循环工质的有机朗肯循环余热回收系统回收重型车用柴油机余热的可行性,目前系统最大输出功率为490 W。试验结果显示:有机朗肯循环系统与发电机及膨胀器的匹配是制约系统功率输出的关键因素,系统循环效率随着蒸发压力的增大而增大。     

变工况柴油机余热回收系统中混合工质模拟研究

针对柴油机变工况下的排气特点,设计了一套有机朗肯循环余热回收系统.通过实验和理论计算,研究共沸混合工质和非共沸混合工质在不同蒸发压力下对车用柴油机不同运行工况的有机朗肯循环余热回收系统性能的影响.研究结果表明,柴油机变工况下,非共沸混合工质R415B的ORC系统(火用)损率平均值比共沸混合工质R508A低38％.通过对比分析,非共沸混合工质R415B最适用于变工况车用柴油机有机朗肯循环余热回收系统,最大净输出功率约为27.60 kW.     

小功率沼气内燃机与有机朗肯联合循环系统性能研究

为了有效利用小功率沼气内燃机的排气余热,笔者设计了一套回收烟气余热的有机朗肯循环系统(ORC),采用纯工质R245fa作为工作介质。试验通过数值模拟的方法对内燃机排气进行余热回收,在不同软件环境下建立内燃机子模型和有机朗肯循环子模型。结果表明,数值模拟值与试验值能较好吻合,验证了模型的正确性;同时在不同甲烷体积分数情况下,观察了有机工质流量对ORC净功率的影响,并且随着燃气中甲烷体积分数的增大,ORC子系统输出功率也相应增大,最高达到3.4 k W,烟气余热利用率为64.8%,联合循环系统的热效率达到36.7%,较原有的内燃机热效率提高了7.6%。     

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。     

越野汽车排气余热利用的热水淋浴装置设计

燃烧废气能量是发动机热量损失的一个主要来源,约占燃烧总热量的40%左右,排气余热利用是汽车节能的有效途径。围绕越野汽车的排气余热利用,设计了热水淋浴装置,采用热水交换器回收发动机的排气余热,通过智能水温装置控制热水温度,通过水箱的减振和保温设计,提高了水箱的使用寿命。研究结果表明,该装置结构简单,安全可靠,具有较高的能量回收效率。     

柴油机两相工质动力循环研究

提出了一种柴油机两相工质动力循环,该循环由混合加热循环和郎肯循环耦合而成。对两相工质动力循环进行了热力学分析,推导出其性能指标的计算公式,探讨采用两相工质动力循环提高柴油机功率密度的可行性。并以水为例,研究了相变工质的喷入参数和工质物性对循环性能的影响规律。研究表明缸内喷入液态工质可降低热负荷,与传统柴油机循环相比,在相同最高压力和最高温度条件下,两相工质动力循环的循环热效率降低,循环输出功增加。在每循环中喷入与燃油同质量的水后,循环的热效率下降了5.79%,输出功提高了6.36%。     

吸收式热泵对生物质直燃烟气余能利用的影响研究

针对生物质热电联产系统烟气直接排放造成的能源浪费等问题,本文提出一种利用吸收式热泵梯级回收烟气余热的系统,分析了生物质直燃锅炉的■平衡,利用Aspen Plus软件模拟了烟气余热回收系统,并基于模拟数据进行■分析和节能环保效益分析。结果表明:生物质直燃锅炉的■效率为40.36%;烟气余热回收系统的■效率达32.89%,■损失主要分布在排烟损失;相比于未回收排烟余热的生物质直燃热电联产系统,加入烟气余热驱动的吸收式热泵辅助供暖后,系统的烟气余热回收利用率、节能率和综合能源利用率分别提升了11.06%、4.79%和6.70%;每个采暖季供热量可折合标煤2088.56 t,相应地可减排CO_2、SO_2、NO_X和碳粉尘分别为5 206.78 t、17.75 t、15.66 t和1 402.22 t。因此,利用吸收式热泵回收生物质直燃烟气余热具有可观的节能环保效益。     

太阳能再热式有机朗肯循环发电系统性能研究

建立了带抛物槽式集热器的太阳能再热式有机朗肯循环发电系统模型,研究了再热式有机朗肯循环系统热效率增加量与输出功增加量随蒸发温度的变化规律。结果表明:当再热压力比为0.25时,太阳能再热式有机朗肯循环系统能有效地提高系统总效率,输出功随蒸发温度增加近似呈线性增加。对分别以R11、R114、R134a和R245fa为工质的再热式有机朗肯循环系统热效率提高量进行比较,以R245fa为工质的再热式有机朗肯循环热效率提高最大,达4.3%。     

压缩空气驱动自由活塞膨胀机-直线发电机特性试验

提出了一种采用有机朗肯循环(ORC)系统的自由活塞膨胀机-直线发电机(FPE-LG)试验样机,并在压缩空气试验平台上对FPE-LG样机的运动特性进行了试验研究。结果表明,在进气压力较高的工况下,FPE-LG能够稳定运行,基准位置处活塞速度和运行止点位置的循环变动较小。当进气压力为0.2 MPa,工作频率为2.5 Hz时,活塞最大速度接近1.2 m/s;进气角、排气角和进气压力对活塞运动的对称性和直线发电机输出功率有重要影响,减小排气角或增大进气角,有利于提高活塞运动的对称性、减小活塞运动的循环变动、明显改善直线发电机的输出功率。当进气压力为0.19 MPa,工作频率为2.5 Hz时,直线发电机输出功率的峰值最大,约为19.0 W。     

蒸发温度对中温余热ORC系统热力性能的影响

以LR6A3L型号柴油机出口流量为540 kg/h、温度为333 ℃的烟气为研究对象，基于有机朗肯循环系统，采用R123、R245fa和R600作为循环有机工质，研究工质蒸发温度对系统热力性能的影响。研究结果表明:随着工质蒸发温度的增加，系统净输出功率、循环热效率和效率均逐渐增加，而系统总的不可逆损失则逐渐减小。当系统操作工况一定时，工质R123的净输出功、循环热效率和效率最大，且总的不可逆损失最小。      

汽油发电机驱动的热泵干燥系统制热性能仿真

为解决现有烘干房远离农产品产地导致其使用率低,未干燥的农特产品在运输过程中易损坏的问题,提出一种可随货车移动、能独立运行的由汽油发电机驱动的热泵干燥系统.为研究系统的技术经济性,建立热泵机组模型、制冷剂充注量模型、物料干燥模型,编写汽油发电机驱动的热泵干燥系统模拟程序,对系统制热性能进行仿真计算.结果 表明:通过控制阀...     

增压柴油机进、排气管压力波动计算与分析

分析了影响进气管波动效应、增压柴油机排气管压力波动和废气能量利用的因素，通过对缸内工作过程的计算，编制了增压柴油机进、排气管内气体压力波动计算程序，利用该程序对增压柴油机的进、排气管内气体压力波动过程进行了计算。分析了4102BZLQ柴油机在额定转速下，不同的进、排气管长度对进、排气管内气体流动状态的影响，并提出改进意见。     

燃气机热泵余热利用理论分析

对燃气机热泵余热利用方式进行了理论分析,从能量平衡角度分析了除霜的可行性,计算结果表明:除霜热量占余热回收总量的比值为6.5%~9.5%;在不同的除霜周内,制冷剂气化热量占回收余热总量的比值变化较大,最大不超过45%,从能量角度利用余热除霜是可行的;燃气机热泵的Cop可以提高30%,一次能源利用率在1.3~1.8,可见利用余热供热对提高燃气机热泵的性能系数具有重要的意义。     

冷藏库废热回收系统设计

根据工程实际,对冷藏库废热回收系统的要求进行了分析,得出热泵废热回收技术的优势,进而提出了冷藏库废热回收系统的设计方案,最后对热泵废热回收系统进行了具体设计与分析,并给出了对比结果.该方案具有机组运行效率高和设备利用率高的特点,同时解决了水冷冷凝机组冬季运行防冻的问题,对节能和环保具有积极意义.     

复合发电系统的沼气热泵供能特性研究

建立了包括沼气发动机模型、压缩机模型、换热器模型、膨胀阀模型、发电机模型的沼气热泵复合发电系统各部件数学模型,利用该模型,研究了不同转速下的热泵系统特性、发电系统特性以及整体性能.计算和实验结果均表明,复合发电系统的沼气热泵系统最高总制热性能系数在5.0以上,并且在低转速下,制冷和制热系数较高,具有较好的部分负荷特性和节能环保效果.系统的发电电压为28.8V,其发电能够满足自身用电需求.