电控冷却柴油机热电余热回收系统总能效率优化研究

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1、万方数据图清单图1．1内燃机各部分能流分配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1图1．2塞贝克效应示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3图1．3集成式电控冷却柴油机及热电余热回收系统构型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7图1-4论文组织架构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8图2．1发动机基础实验平台⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．10图2．2电控冷却系统实验平台⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．12图2．3电控冷却系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．12图2．4热电实验系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．14图2．5热电发电装置实验系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．14图2-6热电发电装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．15图2．7热电模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．16图2．8滑动变阻器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．16图2．9PF9802功率分析仪⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．16图2．10C02．K薄膜热电偶⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17图2．11系统仿真平台⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17图2．12发动机仿真模

3、型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18图2．13发动机模型性能参数和排气参数校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19图2．14电控冷却系统仿真模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20图2．15水泵风扇电机功率曲线校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21图2．16热电发电装置仿真模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21图2．17热电模块建模示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22图2．18热电装置发电功率校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24图2．19车辆道路仿真模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24图2

4、．20道路工况车速跟随曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25图3．1排气管换热面积对系统总能效率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．28VTT万方数据图3．2排气管换热面积对于热电转换效率和总换热量影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．29图3．3热电发电温差对热电转换效率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．30图3．4排气管换热面积对热电温度分布影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．30图3．5冷却管换热面积对系统总能效率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31图3-6冷却管换热面积对发电功率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31图3．7冷却管换热面积对热电温度分布影响(排气

5、管换热面积O．3m2)⋯⋯⋯32图3．8冷却管换热面积对热电温度分布影响(排气管换热面积0．0288m2)⋯．32图3-9两种强化换热方式的对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．33图3．10对流换热面积对热电温度分布影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯34图3．11接触面传热系数对系统总能效率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35图3．12接触面传热系数对热电温度分布影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35图3．13等效热电系数对系统总能效率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36图3．14等效热电系数对净发电功率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37图3．15散热量

6、与冷却能耗功率曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯38图3．16等效热电系数对负载电流和发电温差影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯38图3．17热电等效热阻对系统总能效率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39图3．18热电等效热阻对净发电功率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39图3．19热电等效热阻对负载电流和发电温差影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40图3．20热电材料铺设面积对系统总能效率影响(400．0．008)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41图3．21热电材料铺设面积对净发电功率影响(400．0．008)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42图3．22热电材料铺设面积对系统总能效率影响(900

7、．0．00205)⋯⋯⋯⋯⋯⋯43图3．23热电材料铺设面积对净发电功率影响(900．0．00205)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43图3．24外内阻值比对系统总能效率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44图3．25外内阻值比对净发电功率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45图3．26外内阻值比对负载电流和发电温差影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45图4．11300rpm下发动机扭矩对系统总能效率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47图4．21300rpm下发动机扭矩对热电净发电功率影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48VTⅡ万方数据图4．3热电发电装置带来的系统总能效率变