汽车废气涡轮发电之涡轮机的匹配

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽实用技术20l5第1期测试试验AUTOMOBIIJEAPPI1IEDTEC}tN0LOGY2Ol5N0．1汽车废气涡轮发电之涡轮机的匹配张勇斌(郑州铁路技师学院，河南郑州450041)摘要：本文系统的论述了汽车废气涡轮发电中涡轮机的匹配问题。其中对涡轮机的原理，特征曲线，分别作了介绍，对涡轮机的管径和等效流通面积进行了计算并得出了结果。关键词：涡轮机；管径；等效流通面积；计算中图分类号：U463．6文献标识码：A文章编号：1671—7988(2015)01—110一O4Matchingveh

2、icleexhaustturbinepowergenerationturbinesZhangYongbin(ZhengzhouRailwayTechnicianCollege，HenanZhengzhou450041)Abstract：Thispaperdiscussesthesystemmatchingvehicleexhaustturbinepowergenerationturbines．Inwhichtheprinciplesoftheturbine，thecharacteristiccurve，respectively,

3、wereintroduced，andtheequivalentdiameteroftheflowareaoftheturbinewerecalculatedandtheresultsobtained．Keywords：Turbines；Diameter；Equivalentcirculationarea；CalculateCLCNO．：U463．6DocumentCode：AArticleID：1671-7988(2015)01-110—04燃气在涡轮机中的流动刖昂随着社会经济的发展，使得能源消耗量急剧增加，能源的供需矛盾日益突

4、出。汽车保有量越来越多，汽车的能源消耗在总能源消耗中所占的比例越来越高，汽车节能问题成为全球性关注的问题，也是当今汽车工业发展的主题。汽车节能的方法很多，如改良燃料，燃料电池，利用废热制冷，取暖或驱动空调，涡轮增压，混合动力等等。汽车废气涡轮发电是利用汽车排放的废气推动涡轮机涡轮转动进而带动发电图1径流式涡轮工作简图机发电的新的节能方法，青岛大学的张铁柱教授为此设计了径流式涡轮机主要由进气涡壳1，喷嘴环2，工作轮3一种新装置获专利一项，日本的吉田佑也曾做此方面试验，以及出气道系组成。有图l所示。排气从工作轮转子的外缘证明废气涡轮

5、发电量足以提供汽车运行所需电能，但国内部由进气涡轮流入，经过一系列丁作路径后从涡轮中心轴向流分学者仍持怀疑态度。对于汽车废气涡轮发电中涡轮机的结出。进气涡壳的作用是引导内燃机的排气均匀地进入涡轮。构的确定是本文的主要内容。蜗壳可以有一个或两个甚至更多的进气口，由内燃机中的排出的气体具有一定压力，温度与速度经进气涡壳后直接流入1、径流式涡轮机的原理喷嘴环中，喷嘴环是周向均匀安装，带有一定倾角的叶片组成的多个渐缩通道，类似压气机中的有叶扩压器。只是气流涡轮的功用是将排气所拥有的能量尽可能多的转化为涡方向相反，气流流过喷嘴环时部分压力

6、转化成动能，气体得轮旋转的机械功。到加速而压力，温度下降且具有很强的方向性便于均匀而有作者简介：张勇斌，就职于郑州铁路技师学院。序的流入涡轮机的工作轮。学兔兔www.xuetutu.com111汽车实用技术2015年第1期在涡轮工作轮中，气体是向心流动的，工作轮上的叶片3、径流式涡轮机等效流通面积的计算之间的通道也是呈渐缩状。气体在通道中将继续膨胀。当气确定涡轮的等效流通面积是一件十分麻烦的事，因为它流流过工作轮叶片时，气流转弯。由于离心力作用结果，在和涡轮的膨胀比，转速以及各种截面收缩系数等因数有关。叶面的凹面上压力得到提高，

7、而在凸面则降低。作用在叶片令叶片数为Z，叶片高度为h，叶片通道的出口平均宽度为，表面的压力的合力产生了转矩。此时，在工作轮的出口处压力，温度，速度下降，而出口处的气体速度已经大大下降小截面收缩系数为U，则喷嘴环的有效流通面积可用下式计算：于进口速度。说明燃气在喷嘴中膨胀所获得的动能已大部分ANZNhNaWuN传给了工作轮。总而言之，在排气涡轮工作过成中，具有一定动能及压动轮的有效流通面积为：力能的排气在喷嘴环通道中仅部分地得到加速而转变为排Azh以气的动能，而从喷嘴环中流出的具有一定动能及压力能的排气则在工作轮中大部分转化为机械

8、功最终用来驱动发电机。则气体的通过涡轮的流量表达式是：，=ANC：=AP=APC。(1)2、涡轮机的特性曲线⋯．喷嘴环的出口处的气体密度将排气能量转换为机械功的有效程度便是涡轮的效率。根据是否包含余项损失部分，涡轮效率又分为有效效率和等⋯-动轮出口处的气体密度C