在石油資源嚴重依賴國外進口和全球節(jié)能減排的雙重壓力下,開發(fā)利用低品質能源勢在必行。汽車發(fā)動機的燃油熱效率較低,尾氣內(nèi)含有較高的熱能,有機朗肯循環(huán)余能回收技術在車用發(fā)動機尾氣余熱回收方面具有一定的優(yōu)勢,合理的開發(fā)利用尾氣余能有利于提高能源利用率。本文針對有機朗肯循環(huán)余能回收系統(tǒng)熱功轉換關鍵部件——膨脹機進行仿真研究。膨脹機是利用高壓氣體膨脹降壓時向外輸出軸功的原理以獲得能量的機械。傳統(tǒng)有機朗肯循環(huán)尾氣余熱回收系統(tǒng)都采用定結構膨脹機,不能實現(xiàn)膨脹比的調整。本文采用的膨脹機是六葉片可變膨脹比膨脹機,通過調節(jié)初始排氣角度實現(xiàn)膨脹比的可變性,可變膨脹比膨脹機可根據(jù)工質狀態(tài)實時改變膨脹比,提高系統(tǒng)在不同工況下的適配性�？勺兣蛎洷扰蛎洐C的結構參數(shù)（如葉片長度、進氣角度、馬達轉速等）和循環(huán)工質的狀態(tài)（溫度、壓力）對可變膨脹比膨脹機的性能有一定的影響,為了研究相關參數(shù)對膨脹機性能的影響程度,本課題對上述各參數(shù)采用了控制變量法進行仿真研究。本文主要以膨脹比為自變量,對膨脹機的輸出功率、?效率及回收效率進行分析研究。首先,本文對可變膨脹比膨脹機的機械結構進行初步設計,經(jīng)計算膨脹機的葉片在一個循環(huán)中彎曲應力最... 

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【學位級別】：碩士

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四葉片可變膨脹比膨脹機結構示意圖

吉林大學碩士學位論文10脹室的容積能夠在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，因此膨脹比能夠在設定的最小到最大膨脹比范圍內(nèi)連續(xù)變動[61]。圖2.1六葉片可變膨脹比膨脹機結構圖表2.2膨脹機主要部件名稱及數(shù)量序號部件名稱數(shù)量序號部件名稱數(shù)量1密封墊片29馬達葉片62后軸承座110調節(jié)手柄13馬達轉子111調節(jié)轉盤14后端蓋112調節(jié)轉盤內(nèi)圈15軸承213前軸承座16定位銷214前端蓋17M6螺栓1215預緊墊片18馬達定子116M8預緊螺釘12.1.2葉片彎曲強度校驗對于旋轉葉片式可變膨脹比膨脹機，葉片是該可變膨脹比膨脹機的主要受力部件。葉片旋轉中的彎曲應力是否滿足強度要求，將直接影響到膨脹機的輸出性能及運轉穩(wěn)定性。因此葉片彎曲應力的計算與校驗是膨脹機設計過程中的基礎問題。當旋轉葉片式膨脹機的葉片繞轉子中心高速運轉時，葉片相對于轉子不僅具有沿葉片方向上的相對運動，而且具有垂直葉片方向上的牽連運動。葉片上的外力主要包括：定子內(nèi)壁作用在葉片頂端處的支持力FA、重力G及摩擦力μFA，作用于葉片兩側的氣體壓力差FP,轉子槽出口處作用于

吉林大學碩士學位論文122.2幾何膨脹比的確定可變膨脹比膨脹機的優(yōu)勢在于可根據(jù)膨脹機的入口狀態(tài)調整自身膨脹比，使其輸出性能最佳，進而提高可變膨脹比膨脹機的性能。膨脹比的確定是膨脹機性能研究的關鍵因素，幾何膨脹比的計算公式定義如下：compininioutVV=………………………………………（2-1）式中，ε為膨脹機的膨脹比，V為排氣孔初始打開角度所對應的膨脹室容積，為進氣孔完全關閉角度所對應的膨脹室容積。膨脹機的進排氣孔位置、膨脹室容積及進排氣角度如圖2.3所示，以膨脹機內(nèi)腔中心線在X軸正方向時為零度基準，規(guī)定葉片逆時針旋轉方向為正，剛打開進氣孔時的位置為75°，初始排氣角度設定為170°~270°，依據(jù)表2.1可變膨脹比膨脹機關鍵參數(shù)尺寸，應用李富成關于膨脹室容積的計算方法[62]，利用MATLAB確定膨脹機的幾何膨脹比，得出幾何膨脹比隨初始排氣角度變化情況如圖2.4所示，得出對應的幾何膨脹比可調范圍是2.34~6.11。圖2.3膨脹機的剖面圖圖2.4幾何膨脹比隨初始排氣角度變化特性曲線2.3可變膨脹比膨脹機仿真模型的建立及驗證2.3.1GT-POWER軟件簡介GT-POWER是由GammaTechnologies公司開發(fā)的一款具有內(nèi)燃機工業(yè)標準的仿真軟件，是GT-Suite系列軟件中最著名的一個軟件。GT-SUITE是汽車內(nèi)燃機及汽車零部件的234567160180200220240260280幾何膨脹比初始排氣角度

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本文編號：3069409