基于內(nèi)燃機(jī)排氣余熱回收系統(tǒng)的朗肯循環(huán)工質(zhì)研究.pdf

1、基于有機(jī)朗肯循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)余熱回收系統(tǒng),能提高內(nèi)燃機(jī)燃料利用效率,減小CO2排放。本文針對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)純工質(zhì)和混合工質(zhì)的物性參數(shù)與循環(huán)性能參數(shù)之間的相互影響規(guī)律進(jìn)行了分析研究。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)所采用的蒸發(fā)器在MATLAB中建立了循環(huán)系統(tǒng)模型,采用變窄點(diǎn)溫差的方法,計(jì)算分析了28種工質(zhì)在不同蒸發(fā)壓力下熱物性與循環(huán)性能的關(guān)系。結(jié)果表明,工質(zhì)的窄點(diǎn)溫差隨工質(zhì)蒸發(fā)壓力變化而變化,在蒸發(fā)壓力從0.5MPa變?yōu)?.5MPa過(guò)程中,窄點(diǎn)溫差變化均接

2、近30℃,因此需要在變窄點(diǎn)溫差的基礎(chǔ)上比較工質(zhì)熱物性與循環(huán)性能的關(guān)系;臨界溫度越高的工質(zhì)其循環(huán)效率相對(duì)越低;在不同的蒸發(fā)壓力下,均存在蒸發(fā)溫度與臨界溫度之比的最優(yōu)區(qū)間,在此區(qū)間內(nèi)的工質(zhì)循環(huán)效率最高,且該區(qū)間隨壓力的升高而右移;在所給定的入口條件下,濕工質(zhì)的循環(huán)功率最高,等熵工質(zhì)其次,干工質(zhì)輸出功率最小。
　　針對(duì)混合工質(zhì)的循環(huán)性能與組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系,研究了Propane/Ethane、Propane/Isobutane、Prop

3、ane/Pentane、Propane/Butane、R32/R125、R141b/RC318六種二元混合工質(zhì)的第一與第二熱力學(xué)循環(huán)性能。結(jié)果表明,混合工質(zhì)的循環(huán)效率在純工質(zhì)組分效率范圍內(nèi)波動(dòng),而[火用]效率小于任一純工質(zhì)組分;混合工質(zhì)的蒸發(fā)器不可逆損失,小于任一的純組分工質(zhì),以Propane/Ethane為例,0.5MPa時(shí)其組分工質(zhì) Propane、Ethane的蒸發(fā)器不可逆損失分別為4.02kW、4.22kW,但二者混合之后蒸發(fā)器

4、不可逆損失下降明顯,隨組分比例的變化在3.67kW至3.88kW之間波動(dòng)。
　　根據(jù)臨界溫度與純工質(zhì)循環(huán)效率的規(guī)律,利用基團(tuán)貢獻(xiàn)法,對(duì)工質(zhì)的基團(tuán)進(jìn)行替換,研究了新工質(zhì)的循環(huán)效率;分析了混合工質(zhì)蒸發(fā)器的不可逆損失與其物性參數(shù)臨界壓力的關(guān)系。以CF、CF2、CF3基團(tuán)替代循環(huán)工質(zhì)的CH、CH2、CH3原子后,以新基團(tuán)替換和組合之后得到 FCOCH3、CH3-NH2、CH3-NHF、CH2F-NHF、CF2H-CF3、CF3-CF3,通