采用中温有机朗肯循环回收重型柴油机排气余热的模拟

为有效利用重型柴油机的排气余热,设计了中温有机朗肯循环(ORC)系统。在该循环中,采用有机流体R123(CF3CHCl2)作为工质,针对不同循环压力和工质流量以及不同柴油机排气温度,通过模拟计算研究了系统效率的变化规律。研究结果显示,循环压力越高则系统回收效率越高,超临界朗肯循环因为其高的循环压力从而有利于余热的回收。不同循环压力下,工质流量范围发生变化;在固定循环压力下,可用流量范围内存在最高效率点,且循环压力越高最高效率点对应工质流量越低。循环压力不变条件下,不同排气温度下的最高效率值接近,但是最高效率点对应的工质流量随着排气温度的降低而减小。

带有放气阀的二级增压系统的设计与试验

二级增压系统在重型柴油机和高性能轿车柴油机上均有良好的应用前景。为获得结构更为紧凑的二级增压系统,提出了将调节阀集成在高压级涡轮壳内部的二级增压系统结构方案,进行了增压系统与柴油机的匹配计算、两个涡轮壳的设计计算、调节阀计算以及流动分析,并对所设计的二级增压系统进行了试验研究。调节阀流通性能试验结果表明:高压级涡轮膨胀比在1.2到2的变化范围时,调节阀的流量调节范围达30%以上。紧凑型二级增压系统的联合运行性能试验结果表明:系统可以有效工作,且运行在高效率区。

柴油机工况对中温有机朗肯循环性能影响的模拟

根据某重型车用柴油机的试验数据,选用两种不同的排气状态作为设计点,分别设计了两套中温有机朗肯循环余热回收系统.通过理论计算,对比了两套系统的工质蒸发率、各节点温度、系统效率及输出功率等参数随排气温度变化的规律,并主要针对第2套设计方案系统研究了排气流量、排气温度等参数对中温朗肯循环系统效率的影响.结果表明:选择中高工况而不选择标定点时的排气温度作为设计点进行系统设计可以拓宽系统适用范围,更好地顾及柴油机中低工况;不同排气温度下,适用于中温朗肯循环系统的排气流量范围不同,排气温度越高,该范围越广;通过合理选择设计点及优化设计换热器,可以使有机朗肯循环余热回收系统在柴油机中高工况时的效率保持在10%以上,最高可达15%,余热回收效果明显.