膨脹機(jī)是船舶柴油機(jī)余熱回收利用系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一,主要功能是將系統(tǒng)從余熱中吸收的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能或電能輸出,膨脹機(jī)的性能將直接影響整個(gè)余熱回收系統(tǒng)的性能。本論文根據(jù)某船舶主機(jī)尾氣余熱利用系統(tǒng)中的有機(jī)朗肯循環(huán)（Organic Rankine Cycle,ORC）系統(tǒng)參數(shù),設(shè)計(jì)活塞膨脹機(jī)結(jié)構(gòu),并在GT-SUITE中建立膨脹機(jī)模型進(jìn)行性能分析及優(yōu)化。首先,根據(jù)某柴油機(jī)余熱利用系統(tǒng)中的ORC系統(tǒng)要求,確定活塞膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)。根據(jù)ORC系統(tǒng)中膨脹機(jī)的進(jìn)出口參數(shù),確定膨脹機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù),進(jìn)而結(jié)合有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中活塞膨脹機(jī)的工作條件,對(duì)活塞膨脹機(jī)進(jìn)行主要設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算與熱力計(jì)算,確定活塞膨脹機(jī)的主要參數(shù)。根據(jù)ORC系統(tǒng)中活塞膨脹機(jī)的工作特點(diǎn),采用的二氣閥配置方案,對(duì)活塞膨脹機(jī)配氣機(jī)構(gòu)展開設(shè)計(jì)。而后根據(jù)計(jì)算所得的活塞膨脹機(jī)參數(shù),在GT-SUITE中建立有機(jī)工質(zhì)活塞膨脹機(jī)的單缸模型。然后,利用在GT-SUITE中搭建的膨脹機(jī)模型研究分析膨脹機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及配氣相位對(duì)活塞膨脹機(jī)性能的影響規(guī)律。結(jié)果顯示,活塞膨脹機(jī)的進(jìn)口壓力對(duì)其影響比進(jìn)口溫度影響較大,適當(dāng)提高進(jìn)氣壓力可提高其有效功率... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

有機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖 1.2 船舶主機(jī)余熱綜合利用系統(tǒng)方案簡圖在過去的數(shù)十年中，有大量的科研工作者對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)進(jìn)行了方方面面的，主要的研究方向?yàn)檠h(huán)工質(zhì)的研究[9-14]，循環(huán)系統(tǒng)的研究[15-19]，以及系統(tǒng)主研究[20-22]三個(gè)方面。研究結(jié)果顯示，ORC 系統(tǒng)中膨脹機(jī)的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的回收效率有著重要的影響。因此，針對(duì) ORC 系統(tǒng)開展膨脹機(jī)部件研究具有重。 活塞膨脹機(jī)研究現(xiàn)狀

（c）渦旋式膨脹機(jī) （d）葉輪式膨脹機(jī)圖 1.3 容積式膨脹機(jī)而有機(jī)朗肯循環(huán)一般為小型或微型系統(tǒng)，所以容積式膨脹機(jī)更適用于有機(jī)朗肯uhammad Imran 等人[23-31]對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)中各種膨脹機(jī)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)活塞式膨其他容積式膨脹機(jī)相比，可在高壓（9MPa）高溫（380℃~560℃）的狀態(tài)下工作轉(zhuǎn)速范圍廣（600rpm~6500rpm），結(jié)構(gòu)更簡單緊湊。另外還有壓比范圍大（4~4熱效率高（可達(dá) 82%~87%）、可用于小流量場(chǎng)合（沒有最小氣量限制）等優(yōu)點(diǎn)。早在十九世紀(jì)中期美國的哥里就研制出了世界上第一臺(tái)氣體膨脹機(jī)。而后法.克勞德在前人的基礎(chǔ)上[24]于 1902 年通過改造蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)制成了第一臺(tái)用于環(huán)的活塞式膨脹機(jī)。它可在高達(dá) 42 個(gè)大氣壓（表壓）的入口壓力下正常工作， 60%~70%，實(shí)現(xiàn)了再帶有換熱器與膨脹機(jī)的裝置上液化空氣的目的。接著德國于 1912 年對(duì)活塞膨脹機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，加長了氣缸和活塞，并使其應(yīng)用于制取液氧柯林斯、蘭德、莫蘭與霍姆斯[24]等人對(duì)活塞膨脹機(jī)的性能以及損失進(jìn)行了研究，構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化進(jìn)而改善其性能，擴(kuò)大了活塞膨脹機(jī)的應(yīng)用范圍。上世紀(jì)五十年代，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]船舶柴油機(jī)余熱利用系統(tǒng)建模與仿真研究[D]. 孫立珠.哈爾濱工程大學(xué) 2014
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本文編號(hào)：3600820