气缸排气回收研究概述

气动系统中最重要的执行元件——气缸,在工业中得到了广泛的应用,对气缸排气实行回收是节能的一种有效方法。基于当前的研究现状发现采用气罐回收的方式研究相对成熟,可节约近50%的气体,但对速度影响较大;使用能量转化装置回收排气的方法对速度影响较小,回收效率不高;而阀类元件和气缸组合的方式回收效率高、成本较低、适用范围广,可节约50%~85%的气体。当前的发展方向是使用阀类元件和气缸组合的方式控制排气实现回收。

排气回收系统切换控制判据分析

对排气回收系统回收控制判据的取值进行了理论分析,给出了易于测量和控制的判据.通过对排气回收过程的启停和切换的控制,达到了既对气缸排气腔有压气体尽可能多的回收,又尽量减少排气回收后对气缸动态特性所产生的不利影响的目的.

排气回收速度控制系统的键图模型研究

论文结合功率键合图法的特点及排气回收速度控制系统的工作原理,建立了排气回收系统的键图模型,进而推导出了系统状态微分方程,并通过实验获得了气缸压力和速度特性曲线,通过用键合图法建立的模型仿真曲线和实验曲线比较可知,两者是比较吻合的,这证明了双通道伪键合图法在排气回收系统建模中的应用是可行的,是对气动系统进行分析、研究的一种有效手段。

不同工况柴油机排气余热回收系统试验与仿真!

基于有机朗肯循环(Organic rankine cycle,ORC)设计了柴油机排气余热回收系统。建立了ORC热力学仿真模型预测系统回收性能,并对某款柴油发动机在有、无ORC作用下分别进行试验,对比了试验数据与仿真结果,验证了模型的有效性。将模型应用于不同工况下,观察不同工质流量对ORC净功率及热效率的影响,结果表明ORC净功率随着转速的增加而增加,不同工况下最大热效率均为12.1%,且对应的工质流量选择区间随着转速的提高而扩大,此区间的确定可为ORC试验时工质流量范围的选择提供参考依据。

回收排气余热能的气动-内燃复合循环理论研究

为了提高内燃机能源利用率,提出一种回收排气余热能的气动-内燃复合循环方法,采用内燃机排气和压缩空气混合气作为气动循环工质,建立复合循环工作过程数学模型,分析其主要参数对循环性能的影响规律.研究结果表明:内燃机排气压力的增大、压缩空气占比的减小、气动发动机转速和行程/缸径比的减小均能提高内燃机排气利用率和复合循环效率.复合循环可通过调节气动循环转速或压缩空气占混合工质的比例来实现气动循环工质流量与混合工质流量的匹配.

热风穿流干燥排气余热直接回收与干燥介质参数的研究

研究了不同风温和风速下,排气余热直接回收对干燥过程及能耗的影响;建立了排气余热直接回收利用的理论分析模型,探讨了环境条件对排气余热直接回收利用的影响。

压缩空气-燃油混合动力排气能量回收利用

提出基于工质混合的压缩空气-燃油混合动力,利用文丘里管混合内燃机排气和压缩空气,回收利用内燃机排气能量.建立混合动力热力学模型,分析压缩空气发动机转速、压缩空气压力和质量流量以及内燃机转速和负荷对混合动力有效效率的影响规律.研究结果表明:压缩空气发动机转速越低,混合动力有效效率越高;内燃机转速和负荷对混合动力有效效率的影响规律与原内燃机的变化趋势一致;内燃机排气提前角存在一个最佳值,最佳排气提前角受内燃机排气压力和压缩空气压力的共同影响,内燃机排气压力升高,最佳排气提前角减小;压缩空气压力升高,最佳排气提前角增大.

车用汽油机排气余热回收系统的性能

对采用朗肯循环的小型车用汽油机排气余热回收系统进行了研究,通过发动机排气能量分析发现,在主要运行工况内,通过排气带走的能量占所消耗燃料能量的25%～40%,排气温度为500～750,℃,具有较高的回收潜力.分析了工质流量及蒸发压力对系统工作性能的影响,结果表明,对汽油机排气余热回收系统所允许工质流量较小,蒸发压力变化范围较窄.换热器效率主要受工质流量的影响,而朗肯循环的效率则主要取决于蒸发压力.在发动机负荷较低时,选择较小的蒸发压力可以拓宽工质流量范围,保证系统稳定运行;而在高负荷时,选择较高的蒸发压力可以提高系统效率.基于所选用的螺旋管式蒸发器在Matlab中建立了系统模型,根据模拟结果预测,采用朗肯循环回收排气能量,能将该汽油机热效率提高3%～8%.

基于排气余热回收技术的整车性能优化

随着我国汽车保有量的快速增长,在即将到来的严苛的汽车油耗限值法规背景下,汽车节能是成为近代汽车工业的重要课题。汽车排气余热中有高达三分之一的能量损失,排气余热回收成为必然。文章介绍了排气余热回收的三种技术路线,并详细阐述了EHRS技术的应用要点及该技术应用带来的整车暖机、采暖和降油耗三方面的提升,为其他研发者研究EHRS技术提供参考。

排气热量回收装置的整车试验研究

节能减排和提高内燃机热效率是当前汽车行业的研究重点,而排气热量回收技术利用空间较大。介绍排气热量回收技术的主要路线和现状,详细描述了排气热量回收热导热技术(EHRS)原理和结构,将装置搭载整车,分别进行常温和低温条件下油耗、排放试验验证,并对主要温度点进行监测。试验结果表明:EHRS装置能降低整车油耗、改善整车排放,加快发动机的温升速度; EHRS能加热发动机外循环水温,起到排气热量回收再利用作用。

新型排气余压利用系统无因次效率研究

利用能量方程、状态方程、运动方程和质量流量方程,建立新型排气余压利用系统气缸回程过程的基本数学模型。选取合适的基准值将数学模型无因次化,运用MATLAB/Simulink对无因次模型进行仿真,得到各无因次参数对排气回收效率的影响。仿真结果表明,排气回收效率主要由无因次固有周期、无因次进气口有效面积、切换判据及气缸无因次供气压力决定。当切换判据或气缸无因次供气压力增加而排气回收效率下降时,可以通过改变无因次进气口有效面积、无因次固有周期使其增加。对确定的气缸驱动系统,可以通过改变气罐体积来提高排气回收效率。

回收余热能的气动/内燃复合循环效率

为了回收内燃机排气余热能,提出气动/内燃复合循环.该复合循环利用内燃机排气过程提前开启,以提高排气压力,保证内燃机排气和压缩空气顺利混合.基于热力学理论建立复合循环p-V图,分析复合循环工作过程和循环效率,对循环效率进行初步计算.结果表明:随着排气提前角的增大,复合循环热力学第一定律效率和第二定律效率均呈现先增加后减小的趋势;随着内燃循环转速的增加,复合循环最佳排气提前角呈现减小趋势,而复合循环热力学第一定律效率和第二定律效率呈现逐渐增加的趋势,但增加幅度逐渐减小.

柴油机余热回收筒式温差发电器的结构优化

针对一款适用于大功率车用柴油机的筒式温差发电装置提出优化方案,该方案基于对热端集热器、温差发电模块及柴油机的仿真模拟的综合评价,包括Fluent对于温差发电器冷热端温度场、内部流场和背压的仿真,Matlab对于温差发电器发电计算,以及GT-Power对于背压引起的柴油机功率损失计算.针对原结构中存在换热效果不理想的问题,提出加装不同尺寸导流装置来强化换热,可使整体性能大幅提升.本研究中,当采用60,mm导流装置时,系统净输出功率取得最大,达到651.1,W,较原系统436.5,W提高了49.2%,.

利用气动发动机排气辅助内燃机增压的混合动力系统仿真研究

为了提升气动-内燃混合动力系统的动力、经济和排放性能,充分利用气动发动机排气能量,提出了一种利用气动发动机排气辅助实现内燃机进气增压的方法。基于热力学理论建立了气动-内燃混合动力系统数学模型,并对模型进行了试验验证。利用建立的模型分析了气动发动机排气压力和流量变化规律,分别计算了混合动力系统在定转速和定进气压力工况下的性能。计算结果表明：在定转速工况下,随着气动发动机进气压力升高,内燃机平均指示压力升高,混合动力系统输出功率增加,总能效率比同条件的非增压系统最大提高了11%;在定进气压力工况下,随着混合动力系统转速升高,受循环进气量的影响,混合动力系统功率呈先增加后减小的趋势,总能效率则不断降低,但相比同条件下非增压系统提高了5%~15%;气动-内燃混合动力系统在中、低速时,采用辅助增压效果较好,可提升系统的动力性及经济性。

基于船舶柴油机排气余热温差发电的系统优化设计

在现今全世界贸易量剧增的大环境下,我国的船舶量出于巨大的出入口货物需求也随之增加,因此对于在以柴油机为动力来源的船舶中的余热如何进行利用就成了当下人们紧密关注的问题了。本文对船舶柴油机排气余热利用系统优化设计进行了相应的探究,从余热利用系统出发,对余热温差发电的系统优化设计进行了对应的?分析,探讨了船舶柴油机排气余热利用系统优化设计的意义。

基于变窄点温差法的有机朗肯循环工质热物性与循环性能的研究

对基于有机朗肯循环的车用汽油机余热能回收利用系统进行了研究。根据试验所采用的蒸发器在MATLAB中建立了循环系统模型,采用变窄点温差的方法,计算分析了28种工质在不同蒸发压力下热物性与循环性能的关系。结果表明:工质的窄点温差随工质蒸发压力变化而变化,在蒸发压力从0.5MPa升至2.5MPa过程中,窄点温差变化均接近30℃,需要在变窄点温差的基础上比较工质热物性与循环性能的关系;临界温度越高的工质其循环效率相对越低;在不同的蒸发压力下,均存在蒸发温度与临界温度之比的最优区间,在此区间内的工质循环效率最高,且该区间随压力的升高而右移;在所给定的入口条件下,湿工质的循环功率最高,等熵工质其次,干工质输出功率最小。

低速二冲程柴油机复合动力涡轮匹配研究

对某型带有排气旁通的低速二冲程柴油机,采用柴油机复合动力涡轮技术,回收柴油机排气能量。基于GT-POWER软件对某低速二冲程柴油机进行仿真计算,以同时考虑燃油消耗率、柴油机功率、动力涡轮功率、系统总功率、系统热效率、压气机喘振裕度的方式,寻找匹配点。结果表明:当动力涡轮喷嘴环当量直径为50mm时,动力涡轮复合系统可在50%到100%工况回收排气能量,额定工况下,旁通14.00%的废气,动力涡轮回收的功率为427.58kW,占原机的6.68%,动力涡轮回收比最大,复合系统的功率为6698.42kW,比原机提升了4.62%。

Simulation of CO_2 Brayton Cycle for Engine Exhaust Heat Recovery under Various Operating Loads

A bottoming cycle system based on CO2 Brayton cycle is proposed to recover the engine exhaust heat. Its performance is compared with the conventional air Brayton cycle under five typical engine conditions. The results show that CO2 Brayton cycle proves to be superior to the air Brayton cycle in terms of the system net output power, thermal efficiency and recovery efficiency. In most cases, the recovery efficiency of CO2 Brayton cycle can be higher than 9% and the system has a better performance at the engine＇s high operating load, The thermal efficiency can be as large as 24.83% under 100% olaerating load, accordingly, the net outnut nower of 14.86 kW in nhtnined

高科技超级工厂中冷热源系统节能减排探研

通过对高科技超级工厂中空调冷热源系统的介绍,提出了节能减排的必要性。并介绍了空压热回收系统和冷凝热回收系统。在冷凝热回收系统中分别介绍了冷却水热回收和排气热回收这两种回收方式。着重介绍了在冷热负荷之间的热量直接循环利用方案。并以一个案例,采用ξ-NTU法逐日计算了这种方案全年可节约的冷热能。并分别计算了采用三种不同的冷热源方案,提供以上冷热能时的能源消耗数量、能源成本和碳排放量。证明了冷热源之间热量直接循环利用方案不仅具有良好的经济效益和节能减排的效果,同时还具有简单易行和微费用投资的特点,在新项目建设的及旧项目改建中,都具有广阔的实施空间。