以壓縮空氣為工質(zhì),搭建ORC余熱回收系統(tǒng)的自由活塞膨脹機(jī)-直線發(fā)電機(jī)(FPE-LG)試驗臺架,并基于FPE-LG試驗臺架,研究外接負(fù)載電阻對FPE-LG的運動特性、輸出性能和能量轉(zhuǎn)換效率的影響。研究結(jié)果表明:自由活塞組件的位移和速度隨著外接負(fù)載電阻的增加而增加;FPE-LG的峰值輸出電壓隨著外接負(fù)載電阻和進(jìn)氣壓力的增加而增加,最大峰值輸出電壓可達(dá)44.4 V;隨著外接負(fù)載電阻的增大,FPE-LG的峰值輸出功率先增加最終趨于穩(wěn)定,最大峰值輸出功率可以達(dá)到110 W;隨著進(jìn)氣壓力和外接負(fù)載電阻的增大,FPE-LG的能量轉(zhuǎn)換效率均出現(xiàn)先增大后減小的趨勢,最大能量轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)73.33%。

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【部分圖文】：

圖1FPE-LG試驗裝置示意圖

FPE-LG主要包括2個沖程，即進(jìn)氣-膨脹沖程和排氣沖程。對于左側(cè)氣缸，當(dāng)FPE-LG處于進(jìn)氣-膨脹沖程時，高溫高壓工質(zhì)進(jìn)入氣缸并膨脹做功，此時右缸處于排氣沖程；當(dāng)FPE-LG左缸處于排氣沖程時，做功后的工質(zhì)從氣缸中排出，此時右缸處于進(jìn)氣-膨脹沖程。2試驗結(jié)果和討論

圖2自由活塞組件速度與位移的變化關(guān)系

當(dāng)工作頻率為1.5Hz時，自由活塞組件速度與位移的變化關(guān)系如圖2所示。隨著進(jìn)氣壓力pin和外接負(fù)載電阻R的增加，自由活塞組件的速度逐漸增大。這是因為進(jìn)氣壓力越高作用在自由活塞組件上的力也越大，因此自由活塞組件速度也就越大。較高的進(jìn)氣壓力和較大的外接負(fù)載電阻有利于自由活塞組件的對....

圖2自由活塞組件速度與位移的變化關(guān)系

圖2自由活塞組件速度與位移的變化關(guān)系當(dāng)工作頻率為1.5Hz時，自由活塞組件實際行程與外接負(fù)載電阻的變化關(guān)系詳見圖3。從圖3可知，自由活塞組件的實際行程隨著外接負(fù)載電阻和進(jìn)氣壓力的增加而增加。當(dāng)外接負(fù)載電阻為50Ω時，進(jìn)氣壓力從0.20MPa增至0.30MPa時，自由活塞組....

圖4自由活塞組件速度與外接負(fù)載電阻的變化趨勢

當(dāng)工作頻率為1.5Hz時，自由活塞組件速度與外接負(fù)載電阻和進(jìn)氣壓力的變化關(guān)系詳見圖4。從圖4可知，自由活塞組件速度隨著外接負(fù)載電阻的增加而增加，自由活塞組件的速度隨著進(jìn)氣壓力的增加而增加[19-20]，原是因為當(dāng)外接負(fù)載電阻增加時，電磁力減小，然而自由活塞組件合力和加速度逐漸增....

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