生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)仿真及廢熱回收分析.pdf

1、發(fā)展和使用新型替代能源和能源綜合利用技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)前科學(xué)研究的關(guān)注熱點(diǎn)。
　　 本文對(duì)生物柴油在小型動(dòng)力系統(tǒng)上的研究和應(yīng)用前景，以及微型綜合供能系統(tǒng)的發(fā)展概況進(jìn)行綜述和分析，闡明了本研究的目的和意義。介紹和總結(jié)了Modelica語(yǔ)言和Dymola軟件的特點(diǎn)以及相關(guān)研究概況，并在Dymola仿真平臺(tái)上建立了ZS195柴油機(jī)仿真模型和廢熱回收分析模型。
　　 通過(guò)仿真分析，作者對(duì)比了柴油、麻風(fēng)樹(shù)生物柴油和黃連木生物柴油對(duì)發(fā)

2、動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排氣溫度的影響，并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了發(fā)動(dòng)機(jī)模型的準(zhǔn)確性。該模型也可用于對(duì)其它生物燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)。此外，作者還建立了廢熱回收分析模型，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的能量分布進(jìn)行模擬，計(jì)算了排氣和冷卻水中可回收熱量，并對(duì)比分析了不同燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)CO2排放的影響，以及廢熱回收前后發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和CO2排放改善情況。
　　 仿真分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比表明：模型對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排溫的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合，

3、不僅可用于對(duì)柴油燃料的模擬計(jì)算，也適用于生物柴油；柴油機(jī)燃用生物柴油時(shí)的油耗率比燃用柴油時(shí)有所增加，而且生物柴油在大負(fù)荷工況下的排溫總是低于柴油。
　　 仿真分析結(jié)果還顯示：燃料熱量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能、排溫以及排氣和冷卻水熱量有直接的影響。在不同轉(zhuǎn)速和工況下，排氣熱量約為冷卻水熱量的1.5-2.1倍，而且在大負(fù)荷時(shí)，燃燒柴油所對(duì)應(yīng)的排氣和冷卻水熱量均高于生物柴油。受冷卻水及排氣中熱量分布的影響，可回收冷卻水和排氣熱量的模擬計(jì)算結(jié)果，也

4、各自保持了相似的變化趨勢(shì)，其中可回收的排氣熱量與發(fā)動(dòng)機(jī)功率相近。在最小負(fù)荷時(shí)，可回收的冷卻水和排氣熱量基本相等，而且可回收的排氣熱量比例隨著負(fù)荷下降的趨勢(shì)很明顯。
　　 通過(guò)對(duì)比分析廢熱回收前后的情況表明：不考慮廢熱回收時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不同燃料的最高熱效率約為33％-35％。回收廢熱能量后，發(fā)動(dòng)機(jī)在不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下的總熱效率大幅提升，最高熱效率約為82-83％，最低熱效率也從不足20％提高到約60％，是之前熱效率的2.3-3.6倍