一种从内燃机废气中直接回收余热的新方法

在节省燃料和减少内燃机二氧化碳排放的各种方式中,人们对余热回收给予了很大的关注:事实上,被浪费的能量几乎是输入能量的三分之二,甚至有希望将部分能量回收为机械能。通常,热能回收指直接热回收(由于高压和高温,发动机喷出的气体会进一步膨胀)或间接热回收(利用废气或其他热流的热能作为转换动力单元的上层来源,这会有助于流体的热力学循环)。

通过逆布雷顿循环(IBC)直接利用废气的剩余压力和温度,可以发现一个新机会,在这种循环中,气体在低于环境压力的压力下膨胀,冷却,然后再压缩到环境压力。考虑到废气的热力学条件,膨胀和压缩必须在动态机械中进行,从而使涡轮增压技术发挥作用。

基于IBC回收装置的有效功率与IBC涡轮和压气机的性能密切相关(压力比、质量、流量和效率),考虑到它们以相同的速度运行。因此,本研究建立了一个基于实验的数学模型来评估基于IBC回收装置与一台真实涡轮增压柴油机的耦合,并在动态试验台上测试了柴油机的真实性能。特别是用发动机的实验数据作为直接回收组的边界条件。

通过这种方法,对机组的回收空间进行了评估,评估了接受更高的发动机背压以获得更高的可回收功率的可能性,从而优化了整个系统。总净二氧化碳减少约7克/千瓦时。

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