以壓縮空氣為工質(zhì),搭建ORC余熱回收系統(tǒng)的自由活塞膨脹機-直線發(fā)電機(FPE-LG)試驗臺架,并基于FPE-LG試驗臺架,研究外接負載電阻對FPE-LG的運動特性、輸出性能和能量轉(zhuǎn)換效率的影響。研究結果表明:自由活塞組件的位移和速度隨著外接負載電阻的增加而增加;FPE-LG的峰值輸出電壓隨著外接負載電阻和進氣壓力的增加而增加,最大峰值輸出電壓可達44.4 V;隨著外接負載電阻的增大,FPE-LG的峰值輸出功率先增加最終趨于穩(wěn)定,最大峰值輸出功率可以達到110 W;隨著進氣壓力和外接負載電阻的增大,FPE-LG的能量轉(zhuǎn)換效率均出現(xiàn)先增大后減小的趨勢,最大能量轉(zhuǎn)換效率可高達73.33%。

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【部分圖文】：

圖1FPE-LG試驗裝置示意圖

FPE-LG主要包括2個沖程，即進氣-膨脹沖程和排氣沖程。對于左側(cè)氣缸，當FPE-LG處于進氣-膨脹沖程時，高溫高壓工質(zhì)進入氣缸并膨脹做功，此時右缸處于排氣沖程；當FPE-LG左缸處于排氣沖程時，做功后的工質(zhì)從氣缸中排出，此時右缸處于進氣-膨脹沖程。2試驗結果和討論

圖2自由活塞組件速度與位移的變化關系

當工作頻率為1.5Hz時，自由活塞組件速度與位移的變化關系如圖2所示。隨著進氣壓力pin和外接負載電阻R的增加，自由活塞組件的速度逐漸增大。這是因為進氣壓力越高作用在自由活塞組件上的力也越大，因此自由活塞組件速度也就越大。較高的進氣壓力和較大的外接負載電阻有利于自由活塞組件的對....

圖2自由活塞組件速度與位移的變化關系

圖2自由活塞組件速度與位移的變化關系當工作頻率為1.5Hz時，自由活塞組件實際行程與外接負載電阻的變化關系詳見圖3。從圖3可知，自由活塞組件的實際行程隨著外接負載電阻和進氣壓力的增加而增加。當外接負載電阻為50Ω時，進氣壓力從0.20MPa增至0.30MPa時，自由活塞組....

圖4自由活塞組件速度與外接負載電阻的變化趨勢

當工作頻率為1.5Hz時，自由活塞組件速度與外接負載電阻和進氣壓力的變化關系詳見圖4。從圖4可知，自由活塞組件速度隨著外接負載電阻的增加而增加，自由活塞組件的速度隨著進氣壓力的增加而增加[19-20]，原是因為當外接負載電阻增加時，電磁力減小，然而自由活塞組件合力和加速度逐漸增....

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