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发动机冷却循环水热能回收利用,发动机,冷却,循环,热能,回收,利用
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本科生毕业设计(论文)文献综述设计 (论文)题目发动机冷却循环水热能回收利用作者所在系别机电工程学院作者所在专业车辆工程作者所在班级B13142作 者 姓 名曾伟作 者 学 号201322422指导教师姓名孟立新指导教师职称讲师完 成 时 间2017年4月北华航天工业学院教务处制说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。基于发动机冷却循环水热能回手利用文献综述摘要：发动机的冷却必须适度，如果冷却过度，将使传热损失增加，发动机燃油经济性变差，此外还会引起下述不良后果：燃油蒸发雾化不良，燃烧恶化；低温下机油粘度增大，使摩擦损失增大；温度过低还会使气缸的腐蚀磨损加剧。这些问题都将导致发动机输出的有效功率下降，经济性变坏，使用寿命减少。现代发动机中，冷却系统带走的热量约等于发动机燃料实际放热量的四分之一到三分之一左右。本装置的设计就是利用温差发电原理对冷却水带走的热量进行再次回收利用。关键字：冷却系统；热量；回收利用Abstract：The cooling of the engine cooling must be moderate, if excessive, will make the heat transfer loss increases, fuel economy deteriorated, in addition will cause adverse consequences: the evaporation of the fuel atomization, combustion deterioration; low temperature oil viscosity increases, the friction loss increases; low temperature will make the cylinder corrosion wear. All these problems will lead to the decrease of the output power of the engine, the deterioration of the economy and the decrease of service life. In modern engines, the heat of the cooling system is about 1/4 to about 1/3 of that of the engine. This device is designed to take stone cooling water recycle heat. Keywords：Cooling system；Quantity of heat；Recycling 文献综述1.引言 温差热发电技术是一种利用高、低温热源之间的温差，采用低沸点工作流体作为循环工质，在朗肯循环( Rankine Cycle，RC) 基础上，用高温热源加热并蒸发循环工质产生的蒸汽推动透平发电的技术，其主要组件包括蒸发器、冷凝器、涡轮机以及工作流体泵 通过高温热源加热蒸发器内的工作流体并使其蒸发，蒸发后的工作流体在涡轮机内绝热膨胀，推动涡轮机的叶片而达到发电的目的，发电后的工作流体被导入冷凝器，并将其热量传给低温热源，因而冷却并再恢复成液体，然后经循环泵送入蒸发器，形成一个循环。汤姆逊效应的物理学解释是：金属中温度不均匀时，温度高处的自由电子比温度低处的自由电子动能大。像气体一样，当温度不均匀时会产生热扩散，因此自由电子从温度高端向温度低端扩散，在低温端堆积起来，从而在导体内形成电场，在金属棒两端便引成一个电势差。这种自由电子的扩散作用一直进行到电场力对电子的作用与电子的热扩散平衡为止。2.温差发电的发展及历史 美国科学家发现，鲨鱼鼻子里的一种胶体能把海水温度的变化转换成电信号，传送给神经细胞，使鲨鱼能够感知细微的温度变化，从而准确地找到食物，科学家猜测，其他动物体内也可能存在类似的胶体.这种因温差而产生电流的性质与半导体材料的热电效应类似，人工合成这种胶体，有望在微电子工业领域获得应用。 美国旧金山大学的一位科学家在2003年1月30日出版的英国自然杂志上报告说，他从鲨鱼鼻子的皮肤小孔里提取了一种与普通明胶相似的胶体，发现它对温度非常敏感，0.1的温度变化都会使它产生明显的电压变化。鲨鱼鼻子的皮肤小孔布满了对电流非常敏感的神经细胞.海水的温度变化使胶体内产生电流，刺激神经，使鲨鱼感知到温度差异.科学家认为，借助这种胶体，鲨鱼能感知到0.001的温度变化，这有利于它们在海水中觅食。哺乳动物靠细胞表面的离子通道感知温度：外界温度变化导致带电的离子进出通道，产生电流，刺激神经，从而使动物感知冷暖.与哺乳动物的这种方式不同，鲨鱼利用胶体，不需要离子通道也能感知温度变化。 威廉汤姆逊1824年生于爱尔兰，父亲詹姆士是贝尔法斯特皇家学院的数学教授，后因任教格拉斯哥大学，在威廉8岁那年全家迁往苏格兰的格拉斯哥。汤姆逊十岁便入读格拉斯哥大学 (你不必惊讶，在那个时代，爱尔兰的大学会取录最有才华的小学生)，约在14岁开始学习大学程度的课程，15岁时凭一篇题为“地球形状”的文章获得大学的金奖章。汤姆逊后来到了剑桥大学学习，并以全年级第2名的成绩毕业。他毕业后到了巴黎，在勒尼奥的指导下进行了一年实验研究。1846年至1899年，汤姆逊新回到格拉斯哥大学担任自然哲学 (即现物理学) 教授，1899年汤姆逊正式退休。 汤姆逊在格拉斯哥大学创建了第一所现代物理实验室；24岁时发表一部热力学专著，建立温度的“绝对热力学温标”；27岁时发表热力学理论一书，建立热力学第二定律，使其成为物理学基本定律；与焦耳共同发现气体扩散时的焦耳汤姆逊效应；历经9年建立欧美之间永久大西洋海底电缆，由此获得“开尔文勋爵”的贵族称号。汤姆逊一生研究范围相当广泛，他在数学物理、热力学、电磁学、弹性力学、以太理论和地球科学等方面都有重大的贡献。撇开这些不谈，回到“汤姆逊效应”这个主题上来。在介绍汤姆逊效应之前，还是先介绍一下前人所做的工作。 1821年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，此所谓“塞贝克效应”。1834年，法国实验科学家帕尔帖发现了它的反效应：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差，此所谓珀尔帖效应。1837年，俄国物理学家愣次又发现，电流的方向决定了吸收还是产生热量，发热（制冷）量的多少与电流的大小成正比。 1856年，汤姆逊利用他所创立的热力学原理对塞贝克效应和帕尔帖效应进行了全面分析，并将本来互不相干的塞贝克系数和帕尔帖系数之间建立了联系。汤姆逊认为，在绝对零度时，帕尔帖系数与塞贝克系数之间存在简单的倍数关系。在此基础上，他又从理论上预言了一种新的温差电效应，即当电流在温度不均匀的导体中流过时，导体除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放出一定的热量（称为汤姆孙热）。或者反过来，当一根金属棒的两端温度不同时，金属棒两端会形成电势差。这一现象后叫汤姆孙效应（Thomson effect），成为继塞贝克效应和帕尔帖效应之后的第三个热电效应（thermoelectric effect）。塞贝克效应是导体两端有温差时产生电势的现象，帕尔帖效应是带电导体的两端产生温差（其中的一端产生热量，另一端吸收热量）的现象，两者结合起来就构成了汤姆逊效应。3. 汽车废热利用: 随着我国汽车工业的发展，车辆消耗的能源与日俱增，汽车的节能也越来越受关注。然而，以现有的内燃机指标评估，燃油中60左右的能量没有得到有效利用，绝大部分以余热的形式排放到大气中，回收这些能量进行循环利用作为一种最直接的节能方式越来越被大家所重视。因此利用温差发电技术，回收汽车冷却循环水余热发电是一个很好的节能途径，具有独特的优势和良好的应用前景。近年来，车用发动机余热温差发电技术发展很快，转换规模在数十瓦至上千瓦之间在国外，GM、BMW、Nissan和Delphi等汽车业巨头也都在作这方面的研究，他们使用价格昂贵的高温热电材料提升热电转换效率。BMW以高温热电材料覆盖发动机外壁直接从发动机机体回收热量，能够回收十几千瓦的能量。据介绍，高效回收的电能将会超出一辆汽车所需要的正常用电。多出来的这部分可以储存作为汽车辅助动力从而形成混合动力区驱动车辆，而这也是余热回收发电技术的最终目的。参考文献1吕雪瑛，王建，孙鸿飞.辐射传热条件下的热电发电器性能（91202部队.辽宁葫芦岛125003）2陈金灿，严子浚.半导体温差发电器性能的优化分析J.半导报学报.1994.15(2):123-1293蔡永华，明平顺，肖金生等.最大功率和效率条件下的热电器件性能优化J.武汉理工大学学报：信息与管理工程版，2009，31(2):267-270.4贾磊，陈则韶，胡芃等.半导体温差发电器件的热力学分析J.中国科学技术大学学报，2004，34(06):684-687.5屈健,李茂德.半导体温差发电器的工作性能优化J.低温工程,2005(2):20-23.6张宁,李鹏,肖金生，张清杰.热电发电器件的输出功率和效率的解析模型J.武汉理工大学学报7蔡永华，杨天麒，赵在理等.集热体物性对太阳能热电发电系统性能的影响J.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2009，33(3):471-4748林比宏.太阳能半导体温差发电器的输出功率J.泉州师范学院学报,2002,20(6):20-249:邓顿.AMTEC热损失数值模拟研究J.哈尔滨工程大学,2011.10RoweDM.温差电转换及其应用M.高敏,张景韶,译.北京:兵器工业出版社,1966.11SCHERRERH,VIKHORL,LENOIRB,eta.lSolarthermoelectricgeneratorbasedonskutteruditeJ.JournalofPowerSources,2003(115):141-148.12VOROBIEVY,GONZALEZHERNANDEZJ,VORO-BIEVP,eta.lThermal-photovoltaicsolarhybridsystemforefficientsolarenergyconvers
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