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大温差柴油机排气余热回收温差发电系统研究
| 论文题名： | 大温差柴油机排气余热回收温差发电系统研究 |
| 关键词： | 温差发电系统;柴油机;排气余热;仿真模拟 |
| 摘要： | 随着能源与环境问题的日益凸出，对作为石油资源主要消耗者之一的柴油机展开节能减排研究意义重大。有关数据表明，柴油机燃料燃烧所发出的能量大约有三分之一被以废气形式排出，高温废气具有能量总量大，品位高的特点，如果能对这部分能量加以回收利用将大幅增加柴油机的工作效率。而温差发电技术可将废气中的余热能直接转化为电能，具有结构简单、无运动部件、可靠性高等特点，适合于在车辆上的使用，在内燃机余热回收领域具有十分广泛的应用前景。 本文通过对不同类型内燃机温差发电装置的归纳总结，并结合柴油机的排气特点，设计了一款适用于大排量柴油机的圆筒式温差发电系统。通过Fluent软件完成温差发电系统的流固耦合换热分析并结合温差发电模块一维模型与原柴油机排气背压模型，完成温差发电系统整体模型的建立。模拟结果显示，集热器表面温度沿气流方向逐渐上升后趋于平稳，集热器前端温差发电模块输出功率较小，排气背压损失较大约占总输出功的20％不能被忽略。 利用已经构建的温差发电系统整体模型，本文开展了温差发电系统结构的优化研究，通过加装不同尺寸导流装置改变排气流动方向优化系统性能。模拟结果显示，加装导流装置可以有效提高集热器前端温度从而提升系统输出功率；导流装置对于温差发电模块效率的提升高于集热器的集热效率；不同尺寸导流装置对集热器平均温度影响较小，但会改变高温区出现的位置；随着导流装置尺寸的增加，系统排气损失逐渐增加； 通过对不同尺寸导流装置的模拟分析与优化，在最佳导流装置下，系统净输出功比原系统提升了75.2%，优化效果明显。 |
| 作者： | 刘祎 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 舒歌群;田华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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