最近在一篇文章发表在开放获取期刊能量的角色,研究人员讨论了燃气轮机循环的改善电动汽车的自治权。
研究:研究燃气轮机循环促进电动汽车的自主权。图片来源:Scharfsinn / Shutterstock.com
背景
燃气轮机(GTs),其他动力系统,汽车制造商的兴趣在几个车辆应用程序由于其多种优势。最近的研究集中于使用GTs作为辅助动力单元解决电动汽车“有限范围和高成本。涡轮机械的工作由结合GTs转向电力发电机。
GT循环的效率是由很多因素决定的,包括它的最大压力,架构和涡轮进口温度(甲)。因此,涡轮冷却技术是用来刺激乳头。恢复GT周期已经检查作为extender在一些研究电动汽车。它使用一个布雷顿循环换热器恢复水轮机流量的热量。
燃气轮机作为辅助动力系统系列混合动力电动汽车。图片来源:纳吉布,J。et al .,能量
关于这项研究
在这项研究中,作者提出了一个新颖的燃气轮机的设计周期,提高电动汽车的效率自主权。提出的两步过程始于一个灵敏度分析利用Visual Basic应用程序(VBA)和(国家标准与技术研究所(NIST) REFPROP发现提高效率的最佳操作参数。
研究人员提出了一个新的有效周期增加电动汽车自主通过彻底的方法的发展。推荐的配置是基于提出的循环,因为它有最大效率的架构。主要的重点是提高现有循环的效率,通过增加乳头在惠普冷却涡轮和通过消除第二室。
团队展示了一个完整的恢复的敏感性分析燃气轮机循环找到最佳操作参数,如理想的温度和压力,涡轮压缩机,和阶段。GT惠普冷却技术也详细讨论。
Multi-spool安排GT周期。图片来源:纳吉布,J。et al .,能量
观察
当更现代的材料能够管理温度高达11欧洲杯足球竞彩00°C,效率增加到46.9%。循环效率为48.54%,冷却剂质量分数为1.66%。相比非冷却中冷的恢复(IRReGT)循环,加热效率提高了两个点。燃气轮机循环的热效率较低的压缩比增加,然后下降的最大压力超过9条。质量流率从336千克/秒减少到244公斤/ s时的最大压力增加4到9条。
单级涡轮,相比双阶段的涡轮机的工作和效率是65 kJ /公斤,4点大,分别。额外加热涡轮阶段导致了不到30焦每千克增加涡轮的努力和在循环热效率增加2点。单级相比,包含两个压缩机阶段压缩机工作减少了50 kJ /公斤,提高循环效率4分。两级压缩机相比,添加三个压缩机阶段压缩机工作减少了14 kJ /公斤和增强循环效率的两个点。
提出了设计效率51.39%,紧凑,由于消除第二燃烧室。
惠普的示意图表示作为一个热交换器冷却涡轮。图片来源:纳吉布,J。et al .,能量
结论
总之,本研究确定了小说的动力系统作为替代内燃机由于气候变化。基于灵敏度分析和热力学调查利用VBA和Refprop理想循环配置选择更高的效率。由于其效率高、较小的复杂性,中冷和回收燃气轮机循环未冷却的LP涡轮和惠普冷却涡轮是众多GT的最优的解决方案评估。惠普涡轮被从第一个压缩机压缩空气冷却,而低压涡轮不是。通过提高相应的乳头惠普涡轮机之前安排,第二燃烧可以消除。
可以降低整个系统的价格和重量没有减少循环效率和冷却剂质量分数。周期达到51.39%的效率比普通IRReGT周期有46.9%的效率和对类似的效率随着IRReGT周期有一个冷却惠普涡轮的最大压力9条和1470年惠普涡轮机的乳头◦C。
作者提到,他们计划扩大在详细分析系统的总成本和重量的未来的工作。他们还表示,他们将评估气温升高对氮氧化物排放的影响。
源
纳吉布,J。nem, M。Bouallou C。研究燃气轮机循环,提高电动汽车的自主权。能量(9)3348 (2022)。https://www.mdpi.com/1996-1073/15/9/3348
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