針對(duì)某款柴油機(jī)排氣余熱能量,試制一種板翅式蒸發(fā)器并建立熱力學(xué)模型,通過(guò)柴油機(jī)排氣余熱臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性與有效性,分析有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）R245fa工質(zhì)流量與柴油機(jī)排氣流量的匹配關(guān)系及對(duì)蒸發(fā)器傳熱特性和ORC性能的影響。結(jié)果表明:在各轉(zhuǎn)速滿載工況下,工質(zhì)流量可在有效工作區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化,而不必局限于某一指定流量,在該區(qū)間內(nèi)蒸發(fā)器及ORC輸出凈功率和熱效率均能保持較好的熱力性能;蒸發(fā)器傳熱能力主要受工質(zhì)影響,在低轉(zhuǎn)速小流量時(shí),蒸發(fā)器效能和傳熱單元數(shù)較高,但蒸發(fā)器傳熱系數(shù)和傳熱面積的乘積（UA）和回收的排氣能量較低,限制了ORC在低轉(zhuǎn)速一般工況下的應(yīng)用,在高轉(zhuǎn)速大流量時(shí),傳熱單元數(shù)較低,但UA值和排氣余熱能量較高,可回收較多的排氣余熱能量。 

【文章來(lái)源】：太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2020,41(05)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

蒸發(fā)器三維結(jié)構(gòu)圖

基于NI cDAQ搭建柴油機(jī)排氣余熱回收數(shù)據(jù)采集模塊，測(cè)量蒸發(fā)器排氣氣體和工質(zhì)各狀態(tài)點(diǎn)壓力、溫度和流量等參數(shù)，由電渦流測(cè)功機(jī)測(cè)取柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩等動(dòng)力參數(shù)。通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)得到柴油機(jī)排氣溫度和排氣流量的萬(wàn)有特性曲線分別如圖2所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，柴油機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速和額定功率和轉(zhuǎn)速分別為361.4 N·m和2250 r/min,118.7 kW和3500 r/min，因此本文選取以上2種工況作為驗(yàn)證蒸發(fā)器傳熱效果的基準(zhǔn)工況，以R245fa作為ORC工質(zhì)，試驗(yàn)測(cè)取該2種工況下柴油機(jī)和蒸發(fā)器各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)如表2所示。排氣氣體在蒸發(fā)器中的壓降會(huì)影響泵氣損失，因此需考慮蒸發(fā)器單邊和雙邊換熱時(shí)排氣氣體的壓力損失。蒸發(fā)器逆流布置換熱時(shí)，試驗(yàn)測(cè)算柴油機(jī)全工況下排氣氣體壓降和泵氣損失如圖3所示，結(jié)果表明單邊換熱時(shí)壓降為雙邊的約3倍，單、雙邊泵氣損失最大分別為4.97和1.68 kW，因此為減小排氣能量損失，本文之后均針對(duì)蒸發(fā)器雙邊逆流布置進(jìn)行試驗(yàn)與數(shù)值分析。

排氣氣體在蒸發(fā)器中的壓降會(huì)影響泵氣損失，因此需考慮蒸發(fā)器單邊和雙邊換熱時(shí)排氣氣體的壓力損失。蒸發(fā)器逆流布置換熱時(shí)，試驗(yàn)測(cè)算柴油機(jī)全工況下排氣氣體壓降和泵氣損失如圖3所示，結(jié)果表明單邊換熱時(shí)壓降為雙邊的約3倍，單、雙邊泵氣損失最大分別為4.97和1.68 kW，因此為減小排氣能量損失，本文之后均針對(duì)蒸發(fā)器雙邊逆流布置進(jìn)行試驗(yàn)與數(shù)值分析。3 模型驗(yàn)證與數(shù)值分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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