利用余熱回收技術回收重載柴油機缸套水及排氣余熱是提高能源利用率的有效手段之一。搭建了三種形式的CO₂混合工質動力循環(huán)系統(tǒng),并用實驗數(shù)據(jù)進行標定及驗證。并針對內燃機多變工況的特點,對比了三種不同系統(tǒng)在不同外部條件階躍下的動態(tài)響應特性。結果表明,預回熱系統(tǒng)能顯著提高系統(tǒng)的輸出功。隨著系統(tǒng)部件的增多,系統(tǒng)響應速度逐漸變緩。研究結果為CO₂混合工質動力循環(huán)系統(tǒng)的實際運行提供理論指導。 

【文章來源】：工程熱物理學報. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖１系統(tǒng)原理圖及ｒ－ｓ圖??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?ｓｙｓｔｅｍｓ?ａｎｄ?Ｔ—Ｓ?ｄｉａｇｒａｍ??

１１期??王瑞等：ｃｏ２混合工質動力循環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)特性對比??２６５５??９．４??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００??ｔ／ｓ??圖４模型驗證結果??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｍｏｄｅｌ?ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ??３結果與分析??圖５、６是基本循環(huán)系統(tǒng)（Ｂ－ｓｙｓｔｅｍ）、預熱循??嚇系統(tǒng)（Ｐ－ｓｙｓｔ．ｅｍ）及預回熱循環(huán)系統(tǒng)（ＰＲ－ｓｙｓｔｅｍ）??在煙氣階躍條件及泵轉速階躍條件下操作壓力、蒸??發(fā)溫度、工質質量流量計系統(tǒng)輸出凈功的動態(tài)特??性。０？５００?ｓ內，系統(tǒng)穩(wěn)定運行在設計工況，５０（）?ｓ??時煙氣溫度階躍變化，由設計工況３８９．７°Ｃ階躍至??４２０°Ｃ。待系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，１０００?ｓ時工質栗轉速階??躍變化，由設計工況８０?ｒ／ｍｉｎ階躍至７０?ｒ／ｍｉｎ，總??仿真時間為１５００?Ｓ。??圖５操作壓力與蒸發(fā)溫度??Ｆｉｇ．?５?Ｔｈｅ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ａｎｄ?ｅｖａｐｏｒａｔｉｎｇ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ??如圖５所示，在設計工況下，三種系統(tǒng)的操作壓??力與蒸發(fā)溫度均維持在設計值附近，表明系統(tǒng)具有??相當?shù)姆�(wěn)定性。同時，從圖６可知，在設計工況下，??預回熱系統(tǒng)工質的質量流量最大，預熱系統(tǒng)次之，基??本系統(tǒng)最小，系統(tǒng)的輸出凈功具有相同的特征。主要??原因在于，預回熱系統(tǒng)不僅同時回收煙氣及缸套水??的熱置，也充分利用了膨脹過后高溫工質的熱量。而??預熱系統(tǒng)只對煙氣及缸套水的能量進行了回收利用，??基本系統(tǒng)利用單一的煙氣熱源。對于系統(tǒng)而言，系統(tǒng)??粟前溫度為工質的飽和液溫度，而膨脹前溫度為設??計蒸發(fā)溫度２２０°Ｃ，較多的熱量輸入需要較多的

１１期??王瑞等：ｃｏ２混合工質動力循環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)特性對比??２６５５??９．４??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００??ｔ／ｓ??圖４模型驗證結果??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｍｏｄｅｌ?ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ??３結果與分析??圖５、６是基本循環(huán)系統(tǒng)（Ｂ－ｓｙｓｔｅｍ）、預熱循??嚇系統(tǒng)（Ｐ－ｓｙｓｔ．ｅｍ）及預回熱循環(huán)系統(tǒng)（ＰＲ－ｓｙｓｔｅｍ）??在煙氣階躍條件及泵轉速階躍條件下操作壓力、蒸??發(fā)溫度、工質質量流量計系統(tǒng)輸出凈功的動態(tài)特??性。０？５００?ｓ內，系統(tǒng)穩(wěn)定運行在設計工況，５０（）?ｓ??時煙氣溫度階躍變化，由設計工況３８９．７°Ｃ階躍至??４２０°Ｃ。待系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，１０００?ｓ時工質栗轉速階??躍變化，由設計工況８０?ｒ／ｍｉｎ階躍至７０?ｒ／ｍｉｎ，總??仿真時間為１５００?Ｓ。??圖５操作壓力與蒸發(fā)溫度??Ｆｉｇ．?５?Ｔｈｅ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ａｎｄ?ｅｖａｐｏｒａｔｉｎｇ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ??如圖５所示，在設計工況下，三種系統(tǒng)的操作壓??力與蒸發(fā)溫度均維持在設計值附近，表明系統(tǒng)具有??相當?shù)姆�(wěn)定性。同時，從圖６可知，在設計工況下，??預回熱系統(tǒng)工質的質量流量最大，預熱系統(tǒng)次之，基??本系統(tǒng)最小，系統(tǒng)的輸出凈功具有相同的特征。主要??原因在于，預回熱系統(tǒng)不僅同時回收煙氣及缸套水??的熱置，也充分利用了膨脹過后高溫工質的熱量。而??預熱系統(tǒng)只對煙氣及缸套水的能量進行了回收利用，??基本系統(tǒng)利用單一的煙氣熱源。對于系統(tǒng)而言，系統(tǒng)??粟前溫度為工質的飽和液溫度，而膨脹前溫度為設??計蒸發(fā)溫度２２０°Ｃ，較多的熱量輸入需要較多的

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于內燃機余熱回收聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)變工況特性分析[J]. 田華,井東湛,王軒,劉鵬,喻志剛.  化工學報. 2018(02)
[2]變工況下車用柴油機排氣余熱有機朗肯循環(huán)回收系統(tǒng)[J]. 楊凱,張紅光,宋松松,姚寶峰.  化工學報. 2015(03)

碩士論文
[1]內燃機余熱回收CO2動力循環(huán)的理論探索[D]. 常立文.天津大學 2018



本文編號：3539174