国家高技术研究发展计划(2009AA05Z206) 作品数:9 被引量:95 H指数:7 相关作者: 张红光 杨凯 张健 姚宝峰 刘彬 更多>> 相关机构: 北京工业大学 中北大学 清华大学 更多>> 发文基金: 国家高技术研究发展计划 国家重点基础研究发展计划 博士科研启动基金 更多>> 相关领域: 动力工程及工程热物理 交通运输工程 机械工程 更多>>
变工况柴油机余热回收系统中混合工质模拟研究 被引量:11 2013年 针对柴油机变工况下的排气特点,设计了一套有机朗肯循环余热回收系统。通过实验和理论计算,研究共沸混合工质和非共沸混合工质在不同蒸发压力下对车用柴油机不同运行工况的有机朗肯循环余热回收系统性能的影响。研究结果表明,柴油机变工况下,非共沸混合工质R415B的ORC系统损率平均值比共沸混合工质R508A低38%。通过对比分析,非共沸混合工质R415B最适用于变工况车用柴油机有机朗肯循环余热回收系统,最大净输出功率约为27.60 kW。 杨凯 张红光 张健 杨富斌 王震 范伯元关键词:有机朗肯循环 余热回收 车用柴油机 变工况 混合工质 抽气回热式有机朗肯循环系统热力学分析 被引量:15 2013年 为了实现发动机排气余热能的高效回收与利用,设计了抽气回热式有机朗肯循环(ORC)系统。在Matlab环境下,分析了抽气压力、蒸发压力、膨胀机入口温度等因素对系统性能的影响,并利用热力学第一定律及第二定律将抽气回热式ORC和基本ORC进行对比。研究结果表明,在固定蒸发压力下,抽气回热式ORC系统的热效率、效率随抽气压力的增大而先增大后减小,工质质量流量随抽气压力的增大而逐渐增大,蒸发器换热量随抽气压力的增大先减小后增大;与基本ORC系统相比,抽气回热式ORC系统的热效率、效率均有提高,损率降低,因此抽气回热式ORC系统余热回收效果更明显。 张红光 张健 杨凯 姚宝峰关键词:有机朗肯循环 柴油机全工况下抽气回热式有机朗肯循环系统分析 被引量:5 2014年 针对一台车用柴油机的排气能量变化规律,建立了抽气回热式有机朗肯循环(RORC)系统,分别采用纯工质R245fa和非共沸混合工质Mix(异戊烷与R245fa按照摩尔比例7∶3组成的混合工质),研究了抽气压力这一参数对RORC系统净输出功率、系统热效率、工质质量流量等性能的影响;进而确定Mix抽气压力1.15 MPa,R245fa抽气压力1.2 MPa,在柴油机全工况范围内,对比分析了采用2种工质的RORC系统的净输出功率、效率、工质质量流量等性能随柴油机转速和转矩的变化情况,结果显示,在柴油机全工况范围内,与采用R245fa的RORC系统相比,采用Mix作为工质的RORC系统的余热回收效果更佳。 张红光 张健 杨凯 赵光耀 刘昊 姚宝峰关键词:柴油机 全工况 有机朗肯循环 非共沸混合工质 高原发动机热管理系统性能分析研究 被引量:29 2010年 根据高原环境对发动机动力性、经济性和可靠性等性能的影响,对高海拔下发动机性能和冷却系有关参数的计算进行了修正,并建立了发动机热管理系统模型,对某型工程车辆进行性能分析和改进设计,有效解决了其高原过热问题,并提高了燃油经济性。 汪茂海 陈涛 张扬军 杨宏 刘景平 诸葛伟林关键词:发动机 热管理 不同点火时刻取值方式对CNG发动机燃烧循环变动特性的影响 被引量:7 2012年 首先讨论点火时刻对平均指示压力变动系数的影响,同时对比了采用固定点火时刻和采用平均指示压力变动系数最小值的点火时刻时,不同因素对CNG发动机燃烧循环变动特性的影响规律.结果表明,在其他工况参数与控制参数不变时,存在平均指示压力变动系数最小的点火时刻.采用固定点火时刻研究循环变动特性规律时,点火时刻取值的差异会导致CNG发动机燃烧循环变动特性规律的差异;采用平均指示压力变动系数最小值点火时刻时,燃烧循环变动特性规律具有唯一性. 韩雪娇 姚宝峰 张红光 李国岫关键词:CNG发动机 燃烧循环变动 基于单螺杆膨胀机的发动机排气余热回收系统 被引量:16 2012年 针对发动机排气余热的特点,设计了有机朗肯循环(ORC)排气余热回收系统,采用单螺杆膨胀机作为动力输出装置,采用R245fa作为工质,提出了发动机排气余热利用率的概念和计算方法。结合发动机的试验数据,分析了ORC工质蒸发压力和发动机转速对ORC系统性能的影响,确定了适用于ORC系统的工质蒸发压力的最佳值。研究结果表明,当工质蒸发压力为3.0 MPa时,ORC系统能够在发动机全转速范围内正常工作,并且ORC系统的净输出功率最高可达12.1 kW,热力学第一定律效率最高可达11.27%,热力学第二定律效率最高可达25.8%,发动机排气余热利用率最高可达8.9%,发动机排气余热回收效果明显。 张红光 刘彬 陈研 杨凯 张健 王东芳关键词:发动机 余热回收 有机朗肯循环 发动机两级有机朗肯循环尾气余热回收系统的研究 被引量:10 2013年 针对汽车发动机排出尾气余热的特点,设计了两级有机朗肯循环(ORC)尾气余热回收系统,采用单螺杆膨胀机输出动力。以R245fa作为循环工质,在不同的蒸发温度和膨胀比条件下,对两级有机朗肯循环系统和基本有机朗肯循环系统的热力性能进行了分析和比较。研究结果表明,两级有机朗肯循环系统具有更高的热效率和效率,且损率更低,对于发动机尾气余热的回收效果更好。 杨富斌 董小瑞 王震 杨凯 张健 张红光关键词:发动机 余热回收 有机朗肯循环 CNG发动机运转参数对燃烧放热模型计算结果的影响 被引量:2 2012年 为了探讨压缩天然气(CNG)发动机运转参数对不同放热模型计算结果的影响,并确定各模型的适用范围,根据点燃式CNG发动机的缸内压力、曲轴转角等测试结果,采用3种放热率模型(Gatowski et al模型,Apparent heat release模型和R-W(Rassweiler-Withrow)模型)分别计算了燃烧放热率、已燃质量分数等参数,并进一步分析了发动机运转参数对不同放热模型计算结果的影响规律。研究结果表明,采用Apparent heat release模型和R-W模型计算所得到的燃烧放热率、已燃质量分数差异很小,二者可通用;点火提前角和过量空气系数对3种模型的计算结果差异影响很小;当节气门开度较小时,3种模型的计算结果差异很小;与其他两种模型相比,Gatowski etal模型的计算结果受发动机转速的影响更加明显;当节气门开度较小或者发动机转速高时,这3种模型可通用;当发动机转速较低时,与其他两种模型相比,采用Gatowski et al模型更加理想和精确。 张红光 韩雪娇 姚宝峰关键词:CNG发动机 柴油机排气余热的有机朗肯循环发电系统 被引量:9 2012年 针对柴油机排气余热的特点设计了有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统.在该系统中,采用R245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)作为循环工质,针对其不同蒸发温度以及冷凝温度,通过模拟计算研究了最终排气温度、系统净输出功率和朗肯循环实际效率的变化规律.研究结果表明,当蒸发温度低于367.46 K时应采用一级膨胀系统;当蒸发温度高于367.46 K低于404.6 K时应采用二级膨胀系统;冷凝温度恒定时,最终排气温度随蒸发温度的升高而降低,系统净输出功率和朗肯循环实际效率随蒸发温度的升高而升高;蒸发温度恒定时,最终排气温度随冷凝温度的降低而降低,系统净输出功率和朗肯循环实际效率随冷凝温度的降低而升高. 张红光 刘彬 梁虹 陈研 杨凯 吴玉庭 王伟关键词:余热 有机朗肯循环 柴油机