基于涡旋膨胀机车用小型余热回收系统开发

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1、浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得煎鎏盘生或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料t与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文甲作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：炙善易i-日期：印n／年‘月f口日浙江大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了饵煎’江盘生有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和碰盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权堑垒盘茔可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进哥亍检索

2、和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文e(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者笠名失地导师签名龟至—一彳‘屯签字日期：阳Jv年j月【口日签字日期：p’一年、月l。日!—!——一!!!!!!!!!!摘要能源与环境问题是全社会共同关注的焦点问题之一，节能环保是工业发展的必然趋势。基于有机物朗肯循环(ORC)的中小型余热回收系统能将低晶位热源和工农业废热转变成动力，是一项有效的节能技术。该技术的理论已经得到充分发展，并在电厂、工业锅炉等诸多领域得到广泛应用。汽车燃油燃烧产生的能量中约有50％被尾气和发动机冷却水带走，若能对这部分废热加虬回收利用，对基数鹿大的

3、汽车工业乃至整个社会来说，都具有重要的节能意义和广阔的发展前景。本课题致力于开发～套能有效回收利用这些发动机产生的废热的小型余热回收系统。本文首先阐述了该课题研究的意义、背景以及国内外研宄发展现状，并介绍了相关的中小型余热回收技术的热力学基础和涡旋膨胀机这一核心部件的几何基础与特性，在这些理论研宄的基础之上，具体以发动机冷却水热量回收系统进行了详细的热力学设计计算，以系统效率最大化和输出功率满足一定条件为设计目标，确定了系统热力循环参数，并根据过程中的状态参数确定了系统流量和膨胀比，作为膨胀机设计的依据。接下来，课题组根据涡旋机械原理设计并加工出了涡旋膨胀机样机，并搭建了专门的试验台架

4、对其进行了基本性能测试。之后对膨胀机测试台架进行扩展，措建了完整的发动机冷却水热量回收系统并测试了其实际的能量回收效果。根据实验结果．文章最后对该小型余热回收系统的可行性及在汽车上的应用前景进行了分析，并对该系统及其可扩展的其他相关技术的应用进行了展望。关键词：涡旋膨胀机：有机物朗肯循环：余热回收；测试!!!!!!二—————————一!!!!!!!!!!ABSTRACTAtPresent，energyandenvironmentaliSSUeSarethehotspotsofthesocialdevelopmentEnergy-conservingandenvironmentfrie

5、ndlytechnologiesleadthetendencyofindustryAsanenergy—savingtechnology，thesmall—sizedandmediumwasteheatrecoverysystembasedonthe0rganicRankineCycle(ORC)canconvedthewasteeriergytopowerfromtow-gradeheatsourceswhichhasbeenfullydevelopedandwidelyusedlnkindsoffieldsTherelsnearly50％ofanenginelstoeIcombus

6、tionenergydissipatedbytheengineexhaustsystemandcoolantsystemTheutilizingofthisportionofwasteheatWillimprovesthefuelconsumptiongreatlyandmakessignificantcontributionlothesociety．Thusasmall-sizedwasteheatrecoverysystemwhichhasbroadprospectisdesignedtorealizethispurposeInthisthesis，thesignificancea

7、ndpresentdevelopingsituationarefirstmentionedThenthefundamentalsofthermodynamicsaboutthewasteheatrecoveryandthescrolIexpanderwhichJsemployedasthekeypower-outputcellinthissystemareintroducedbrieflyBasedonthesetheoreticalinves