全封閉式渦旋膨脹機在車用有機朗肯循環(huán)中的特性研究全封閉式渦旋膨脹機在車用有機朗肯循環(huán)中的特性研究摘要：隨著環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重和對能源效率的要求提升，對車輛發(fā)動機的研究也越來越重要。有機朗肯循環(huán)作為一種高效的循環(huán)方式，在車輛尾氣熱能回收中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以全封閉式渦旋膨脹機作為研究對象，探討了其在車用有機朗肯循環(huán)中的特性，并進行了性能分析。1.引言傳統(tǒng)的汽油和柴油車輛在燃燒燃料過程中產(chǎn)生大量熱能，并將大約70%的熱能以廢氣形式排放到大氣中。這種能源浪費現(xiàn)象對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，并帶來了能源效率低下的問題。因此，研究如何充分利用尾氣中的熱能，提高汽車發(fā)動機的能效，是當(dāng)前亟待解決的問題。2.有機朗肯循環(huán)的原理有機朗肯循環(huán)是一種理想的循環(huán)方式，它是通過將工質(zhì)從低溫?zé)嵩次鼰帷⑴蛎?、冷凝和壓縮的過程中釋放熱能，實現(xiàn)對熱能的回收和利用。相較于傳統(tǒng)的卡諾循環(huán)，有機朗肯循環(huán)對工質(zhì)的選擇更加廣泛，并且其對溫差的敏感度更低，對廢熱的利用率更高。3.全封閉式渦旋膨脹機的特點全封閉式渦旋膨脹機由渦旋膨脹器、渦旋增壓器和渦旋引導(dǎo)器組成，其工作過程為：當(dāng)高溫廢氣通過膨脹器時，被壓縮渦旋中的漿液加熱，使之蒸發(fā)；蒸汽隨后在增壓器中被壓縮，增加其壓力和溫度；最后，蒸汽通過引導(dǎo)器流入冷凝器，在冷凝器中放出熱能并液化。全封閉式渦旋膨脹機具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、響應(yīng)速度快、可靠性高等特點。4.特性研究4.1熱功性能通過對全封閉式渦旋膨脹機進行熱功性能分析，可以得到其在不同工況下的熱功率、機械功率和熱效率。研究發(fā)現(xiàn)，在較高的冷凝溫度和較低的膨脹比下，膨脹機的熱效率更高，機械功率更大。4.2工質(zhì)選擇全封閉式渦旋膨脹機中的工質(zhì)選擇對其性能有著重要影響。常用的有機工質(zhì)包括丙烷、丁烷、R134a等。研究發(fā)現(xiàn)，工質(zhì)的選擇應(yīng)根據(jù)具體工況和熱效率要求來確定，不同的工質(zhì)具有不同的性能。4.3冷凝溫度對性能的影響全封閉式渦旋膨脹機的冷凝溫度對其性能有著重要影響。過高或過低的冷凝溫度都會導(dǎo)致膨脹機的性能下降。因此，選擇適當(dāng)?shù)睦淠郎囟瓤梢蕴岣吲蛎洐C的熱效率和機械功率。5.總結(jié)與展望本文對全封閉式渦旋膨脹機在車用有機朗肯循環(huán)中的特性進行了研究。通過對熱功性能、工質(zhì)選擇和冷凝溫度的分析，可以得出一些有益的結(jié)論。盡管全封閉式渦旋膨脹機在車用有機朗肯循環(huán)中具有較好的性能，但其仍存在一些問題需要進一步研究和優(yōu)化。未來的研究可以關(guān)注于改進膨脹機的結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化循環(huán)參數(shù)以及提高系統(tǒng)的可靠性和效率。參考文獻(xiàn)：[1]Zhang,B.,Li,H.,Zhang,C.,etal.(2019).PerformanceanalysisoforganicRankinecyclesystemforrecoveringwasteheatfromheavytrucks.JournalofThermalAnalysisandCalorimetry,138,101–114.[2]Zhang,Z.,He,S.,Yang,R.,etal.(2020).Performanceanalysisandoptimizationofaclosed-looppulsatingheatpipe-basedRankinecycleforautomotivewasteheatrecovery.AppliedThermalEngineering,160,113991.[3]Zhao,D.,Zhang,H.,Bian,Z.,etal.(2018).PerformanceevaluationandoptimizationofanautomotiveRankinecyclesystemforenginewasteheatrecov