大溫差柴油機(jī)排氣余熱回收溫差發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著能源與環(huán)境問題的日益凸出，對作為石油資源主要消耗者之一的柴油機(jī)展開節(jié)能減排研究意義重大。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，柴油機(jī)燃料燃燒所發(fā)出的能量大約有三分之一被以廢氣形式排出，高溫廢氣具有能量總量大，品位高的特點(diǎn)，如果能對這部分能量加以回收利用將大幅增加柴油機(jī)的工作效率。而溫差發(fā)電技術(shù)可將廢氣中的余熱能直接轉(zhuǎn)化為電能，具有結(jié)構(gòu)簡單、無運(yùn)動(dòng)部件、可靠性高等特點(diǎn)，適合于在車輛上的使用，在內(nèi)燃機(jī)余熱回收領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文通過對不

2、同類型內(nèi)燃機(jī)溫差發(fā)電裝置的歸納總結(jié)，并結(jié)合柴油機(jī)的排氣特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款適用于大排量柴油機(jī)的圓筒式溫差發(fā)電系統(tǒng)。通過Fluent軟件完成溫差發(fā)電系統(tǒng)的流固耦合換熱分析并結(jié)合溫差發(fā)電模塊一維模型與原柴油機(jī)排氣背壓模型，完成溫差發(fā)電系統(tǒng)整體模型的建立。模擬結(jié)果顯示，集熱器表面溫度沿氣流方向逐漸上升后趨于平穩(wěn)，集熱器前端溫差發(fā)電模塊輸出功率較小，排氣背壓損失較大約占總輸出功的20％不能被忽略。
　　利用已經(jīng)構(gòu)建的溫差發(fā)電系統(tǒng)整體模型，本文

3、開展了溫差發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究，通過加裝不同尺寸導(dǎo)流裝置改變排氣流動(dòng)方向優(yōu)化系統(tǒng)性能。模擬結(jié)果顯示，加裝導(dǎo)流裝置可以有效提高集熱器前端溫度從而提升系統(tǒng)輸出功率；導(dǎo)流裝置對于溫差發(fā)電模塊效率的提升高于集熱器的集熱效率；不同尺寸導(dǎo)流裝置對集熱器平均溫度影響較小，但會改變高溫區(qū)出現(xiàn)的位置；隨著導(dǎo)流裝置尺寸的增加，系統(tǒng)排氣損失逐漸增加；
　　通過對不同尺寸導(dǎo)流裝置的模擬分析與優(yōu)化，在最佳導(dǎo)流裝置下，系統(tǒng)凈輸出功比原系統(tǒng)提升了75.2%，