车用有机朗肯循环余热回收系统方案及工质选择

车用有机朗肯循环余热回收系统方案及工质选择【摘要】针对某车用柴油机的余热特性,分别承受简洁有机朗肯循环、带回热器有3R123、R141b、R245ca、R365mfc、R601、R601a3R141bR601aR141b17.0814.41kW,具有最优的热力学性能.因此,抽气回热式有机朗肯循环系统方案可作为最正确选择方案.《试验室争论与探究》【年(卷),期】2023(034)010【总页数】6(P18-23)有机朗肯循环;余热回收;工质选择;系统方案阿云生;马生元;卢海涛;崔丹丹;张红光【作者单位】810007;北京工业大学环境与能源100124810007;北京工业大学环100124100124;100124【正文语种】中文209010%～13%，伴随30%左右[1-2]，相当大一局部目前已经成为发动机余热利用领域争论的热点[3-6]。要因素。Dai[7]9说明，R236eaBadr[8]比较了简洁有统的性能较优。Mago[9]比照争论了简洁有机朗肯循环和抽气回热式有机朗肯循环的性能，结果说明，抽气回热式有机朗肯循环具有较高的热效率。3R123、R141b、R245ca、R365mfc、R601、R601a3有机朗肯循环系统热力学性能的影响。简洁有机朗肯循环系统1进入膨胀机中膨胀做功，进展下一个循环。带回热器有机朗肯循环系统图2是系统方案二(带回热器有机朗肯循环)的构造示意图。系统工作时，高温高压有机工质进入膨胀机膨胀做功，做功后的低压气体先进入回热器中将工质余热传递给下一循环的液态有机工质，放热后的低压气体进入冷凝器中被冷凝为液态有机工质，经工质泵加压后的高压低温液态有机工质，先进入回热器进展预热；预热后的进展下一个工作循环。抽气回热式有机朗肯循环系统312发动机的排气余热能进而转变为高温高压气体进入膨胀机，进展下一工作循环。系统方案一热力学模型41-22-33-44-1简洁有机朗肯循环系统热效率：系统方案二热力学模型51-2(1)；承受有效度方法建立回热器模型[10]，具体方程如下：3-44-56-1(5)；带回热器有机朗肯循环系统热效率同式(6)；带回热器有机朗肯循环系统(火用)效率同式(7)。系统方案三热力学模型61-211(1-x)h23-4224-55-77-1抽气回热式有机朗肯循环系统的净输出功率：(6)；抽气回热式有机朗肯循环系统(火用)效率同式(7)。(kg/s);为热量(kW);为(火用)损率(kW);为功率(kW);η率(%);h(kJ/kg);s(kJ/(kg·K));T(K);x0表示所处环境；p；e；sc过程；H；L1、2、2s、3、4、4s、5、6、6s、7、7s[11]：①工质安全性；②工质环保性；③化学稳定性；④工质的临界参数及正常沸3型[12]：湿工质、等熵工质、干工质。因湿流体在膨胀机中膨胀做功后，可能处于选取等熵或干工质。R123、R141b、R245ca、R365mfc、R601、R601a616REFPROP2[13]。其中:cp;exh;Texh-1的温度;Texh-2Texh-2=303K。排气比热容由下式计算,cp=0.00025Texh-1+0.992100r/min502.95K0.378kg/s84.35kW。3375～430K6；系统的高温热源温度为502.95K10K[14290K；回热器的5；膨胀0.8；工质在蒸发器中吸热变为饱和蒸气；工质在冷凝器中放热变为饱和液体。77R245caR123R601a同样蒸发温度下，优先选择蒸发压力较低的工质[15]。8R141b、R123R601a、R601R365mfc12.4810.53kW；系统方17.0814.41kW；在系统方案二中，R601a、R601R141b、R12313.5811.46kW。工质质量流量的比值:9R245ca5R141b、R6014R601、R601a4R141bR123、R245ca、R245mfcR123R601、R601aR141bR123、R245ca、R245mfcR123具有较高的做功力量。10R141b、R123R601、R601aR365mfcR601、R601aR245ca400KR245caR245ca5R245ca高的工质分别为R141b、R601a、R141b，其值分别为37.27%,40.06%,50.01%。R141bR601a，可作为最优工质。通过比照分析，抽气回热式有机朗肯循环系统热力学性能优于带回热器有机朗R141b17.0814.41kW。因此，抽气回热式有机朗肯循环系统方案可作为最正确选择方案。375K-430K3随着蒸发温度的增加而增加。Tel. ；E-mail：.cn【相关文献】[M],2023.[J]2023(1)46-49.刘彬，梁虹，陈研,等.发动机余热回收技术的争论现状及进展趋势[J].小型内燃机与摩托车，202340(2)：93-96.[J2023，31(2)：139-143.ZhangHG,WangEH,FanBY.AperformanceanalysisofanovelsystemofadualloopbottomingorganicRankinecycle(ORC)withalight-dutydieselengine[J].AppliedEnergy,2023,102:1504-1513.ZhangYQ,WuYT,XiaGD,etal.DevelopmentandexperimentalstudyonorganicRankinecyclesystemwithsingle-screwexpanderforwasteheatrecoveryfromexhaustofdieselengine[J].Energy,2023,77:499-508.DaiY,WangJ,GaoL.ParametricoptimizationandcomparativeStudyoforganicRankinecycle(ORC)forlowgradewasteheatrecovery[J].EnergyConversionandManagement,2023,50(3):576-582.BadrO,OcallaghanPW,ProbertSD.Rankine-cyclesystemsforharnessingpowerfromlow-gradeenergysources[J].AppliedEnergy,1990,36(4):263-292.MagoPJ,ChamraLM,SrinivasanK,etal.AnexaminationofregenerativeorganicRankinecyclesusingdryfluids[J].AppliedThermalEngineering,2023,28(8/9):998-1007.IncroperaFP,DeWittDP,BergmanTL,etal.Fundamentalsofheatandmasstransfer[M].SixthEd.JohnWiley&SonsPress,2023:408-436.[D,2023.QiuGQ．Selectionofworkingfluidsformicro-CHPsystemswithORC[J].RenewableEnergy,2023(48):565-570．YangK,ZhangHG,WangZ,etal.StudyofzeotropicmixturesofORC(organicRankinecycle)underenginevariousoperatingconditions[J].Energy,2023(58):494-510.RoyJP,MishraMK,AM