2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
已閱讀1頁,還剩155頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、朗肯循環(huán)技術(shù)作為回收內(nèi)燃機(jī)余熱能的一種有效手段,受到內(nèi)燃機(jī)研究領(lǐng)域的高度重視。朗肯循環(huán)系統(tǒng)由于自身存在多模式強(qiáng)動態(tài)特征,如何在發(fā)動機(jī)復(fù)雜變工況條件下發(fā)揮其節(jié)油潛力,是這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用所面臨的重要問題。本文以重型車用柴油機(jī)為對象,深入揭示了朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)能源網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)效應(yīng)和耦合效應(yīng),建立了面向控制的朗肯循環(huán)系統(tǒng)效率模型,從全歷程總能效率優(yōu)化角度開展了控制策略的研究。研究工作旨在為朗肯循環(huán)技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)模型和控制思路。<

2、br>  首先,建立了用于朗肯循環(huán)系統(tǒng)總能分析的全歷程試驗(yàn)平臺和仿真平臺。解決了4萬轉(zhuǎn)高速透平機(jī)與發(fā)電機(jī)的共軸集成設(shè)計(jì)問題,研制了10kW透平膨脹機(jī)-發(fā)電機(jī)功能樣件,選配了工質(zhì)泵、蒸發(fā)器和冷凝器,建立了朗肯循環(huán)系統(tǒng)原理樣件。通過與重型柴油機(jī)的集成,建成了完整的柴油機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)原理性樣機(jī)平臺。以全歷程能耗仿真分析為出發(fā)點(diǎn),通過對蒸發(fā)器詳細(xì)機(jī)理動態(tài)建模,膨脹機(jī)簡化機(jī)理動態(tài)建模,工質(zhì)泵簡化機(jī)理均值建模,冷卻能耗簡化機(jī)理與數(shù)據(jù)建模相結(jié)

3、合等多種建模手段,并結(jié)合柴油機(jī)性能建模、以及司機(jī)和道路工況建模,建立了由朗肯循環(huán)系統(tǒng)、重型柴油機(jī)、重型車輛等構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收綜合能效分析的全歷程動態(tài)仿真平臺。
  其次,在原理性樣機(jī)平臺上研究揭示了朗肯循環(huán)系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)動態(tài)變工況條件下的效率特征。研究發(fā)現(xiàn),發(fā)動機(jī)的工況波動越頻繁,朗肯循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)油效果越差。這種強(qiáng)烈動態(tài)效應(yīng)的根源在于朗肯循環(huán)系統(tǒng)的有效做功時(shí)間,以及蒸發(fā)壓力和蒸汽溫度的控制效果與發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況的波動程度直

4、接相關(guān)。在仿真平臺上,對比研究了在天津城郊工況、HWFET工況和HD-UDDS工況等三種循環(huán)工況下,朗肯循環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)效應(yīng)和綜合能效特征。結(jié)果表明:由于動態(tài)效應(yīng)的存在,車輛循環(huán)工況變化的頻繁程度對朗肯循環(huán)-發(fā)動機(jī)的總能效率有著顯著的影響。循環(huán)工況的平均車速越高,怠速次數(shù)越少,則朗肯循環(huán)系統(tǒng)的有效做功時(shí)間越多,且蒸發(fā)壓力和蒸汽溫度的控制效果越好,進(jìn)而系統(tǒng)總能效率就越高。反之,則總能效率惡化嚴(yán)重。
  再次,在原理性樣機(jī)平臺上研究了朗

5、肯循環(huán)系統(tǒng)冷凝器散熱功耗對總能效率的影響。研究發(fā)現(xiàn),由于冷凝器的散熱功率來自于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng),因此在變工況過程中,發(fā)動機(jī)與朗肯循環(huán)系統(tǒng)之間存在強(qiáng)烈的耦合效應(yīng)。隨著朗肯循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電功率的增加,為了維持其冷源溫度,冷卻系統(tǒng)散熱功耗也迅速增長。因此,朗肯循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)電回收功率和冷凝器散熱消耗功率之間存在盈虧平衡點(diǎn)。越過盈虧平衡點(diǎn)之后,如果再繼續(xù)增加朗肯循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電回收功率,則冷凝器散熱消耗功率將超過回收發(fā)電功率,使總能效率為負(fù)。在仿真分析平臺

6、上系統(tǒng)研究了盈虧平衡點(diǎn)的主要影響因素及其調(diào)控方法。研究表明,盈虧平衡點(diǎn)主要受到冷凝壓力和冷卻水溫度的控制,而系統(tǒng)的最大凈功率主要受到散熱能效比、蒸發(fā)器夾點(diǎn)溫度、以及工質(zhì)選擇的影響。冷凝壓力的控制目標(biāo)應(yīng)隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的升高而升高,并且在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)冷卻水溫的控制目標(biāo),可以同時(shí)避開冷卻水泵和冷卻風(fēng)扇的高功耗區(qū),實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)總功耗最低。
  為了建立面向總能效率優(yōu)化控制的效率模型,本文以朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律模型為基礎(chǔ),提

7、出了蒸發(fā)器動態(tài)換熱量的修正模型以及模式切換的工況判定因子,用于描述朗肯循環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)效應(yīng);并采用簡化機(jī)理和數(shù)據(jù)建模相結(jié)合的方法,建立了冷凝器散熱功耗的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P停悦枋隼士涎h(huán)系統(tǒng)的耦合效應(yīng)。采用ESC工況驗(yàn)證了所建立的效率模型與詳細(xì)仿真模型具有較好的逼近程度,絕對偏差在0.2%以下。
  最后,提出了面向內(nèi)燃機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)總能效率優(yōu)化的管理-控制遞階模型和能效優(yōu)化策略:在管理中,以蒸發(fā)壓力和冷凝壓力為決策變量,以總能效率為

8、優(yōu)化目標(biāo);針對蒸發(fā)壓力響應(yīng)速度快,冷凝壓力響應(yīng)速度慢的特點(diǎn),將二元優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單變量序列優(yōu)化問題,極大降低了尋優(yōu)計(jì)算的復(fù)雜度。以蒸汽過熱度為參考變量,在目標(biāo)函數(shù)中,引入工況模式的懲罰因子(RC,3)PSH,在發(fā)動機(jī)排氣能量突然不足時(shí),降低蒸發(fā)壓力維持蒸汽過熱度,避免朗肯循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)模型;在控制中采用模型前饋和主動擾動觀測的控制方法進(jìn)行隨動控制。仿真驗(yàn)證表明:采用所提出的控制模型,朗肯循環(huán)系統(tǒng)的有效做功時(shí)間提高到94%,蒸汽過熱度控

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論