【主编特邀】——高效、节能、低碳内燃机余热能梯级利用基础研究-论文.pdf

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1、第47卷第1期天津大学学报(自然科学与工程技术版)、，01．47No．12014年1月JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology)Jan．2014【主编特邀】——高效、节能、低碳内燃机余热能梯级利用基础研究专家点评：内燃机是交通运输、工程机械、农用机械等动力装置的主要原动机，我国已经成为世界第一的内燃机制造大国．我国内燃机的石油消耗约占石油总消耗量的2／3左右，并且在人类活动导致的CO：排放中，以内燃机为动力的交通运输占25％．因此，在能源供应面临严峻挑战和减少CO排放面临国际国内压力的双重背景下，内

2、燃机的节能减排是节约石油资源和保护环境的最重要环节．从内燃机能量平衡来看，动力输出功率一般只占燃油燃烧总热量的30％~45％(柴油机)或20％30％(汽油机)，除了不到10％用于克服摩擦等功率损失之外，其余的余热能没有得到利用，主要通过冷却回路的散热以及排气被排放到大气中．因此，将内燃机的余热能回收再利用是提高总能效率、降低油耗的一个有效途径．当前，国外汽车和内燃机发达国家(美、英、日和欧盟)都在致力于内燃机节能新技术的研究．面对国际上围绕内燃机节能新技术的竞争态势，我国内燃机工业界和学术界，高度重视内燃机节能新技术的原始创新，针对余热能利用提高内燃机

3、效率的科技发展趋势，通过提出先进的新技术原理和新方法，使我国内燃机工业在围绕内燃机新技术的竞争中，提高自主创新能力和国际竞争力．内燃机余热能包括了具有瞬态性的排气动能流和具有低品位能到高品位能梯级特性的热能流．针对排气动能流开展基于附加膨胀室的排气余压充分膨胀的内燃机余压能气动循环理论和技术研究，以及针对多品位余热大温差利用的联合热力循环优化集成理论研究和热电材料转化效率的分析和测试研究都是当前研究热点．本期选登的几篇文章涉及发动机压缩空气再生制动理想热力循环、跨临界联合热力循环、汤姆逊效应和附加热阻以及接触压力对温差发电系统影响等几个方面，属内燃机余

4、热回收节能技术研究关注的重点领域，相信对读者会有一定的参考价值．天津大学舒歌群D0I：10．11784／tdxbz201305074柴油机多品位余热回收低炯损跨临界联合循环模拟舒歌群，许晓菲，田华，贾琦，孙秀秀，刘丽娜(天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津300072)摘要：为了提高柴油机多品位、大温差余热的回收利用率，提出了一种低．用损跨临界有机朗肯联合循环，其中高温级循环用于回收温度较高的柴油机排气余热和废气再循环(EGR)余热，低温级循环回收柴油机冷却水余热、增压空气余热、与高温级循环换热后的排气余热和EGR余热．高温级对比分析了3种硅氧烷工

5、质MM、MDM和D4，低温级选用了R143a，模拟研究了高低温级参数对循环性能的影响．结果表明：高低温级均存在最优的蒸发压力，高温级冷凝压力在允许范围内越低越好；高温级采用MM较MDM和D4循环性能更好，循环净功最高可以达到36．36kW，炯损只有4．5kW；各部分余热的利用率均在86％t,X上；增加高低温级的回热效能均可以提高循环性能．关键词：柴油机；多品位余热；低炯损；跨临界有机朗肯循环；联合循环中图分类号：TK422文献标志码：A文章编号：0493．2137(2014)01．0001．08收稿日期：2013．06．04；修回日期：2013—09—

6、03．基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2011CB707201)；国家自然科学基金资助项目(51206117)；天津市自然科学基金资助项目(12JCQNJC04400)．作者简介：舒歌群(1964一)，男，博士，教授，sgq@tju．edu．cn．通讯作者：田华。thtju@tju．edu．cn．