舒歌群教授团队
发布时间:2019-04-15    

天津大学机械工程学院舒歌群教授带领的研究团队,首次建立了一种基于内燃机余热特点的多热源梯级利用余热回收系统,研究成果发表于energy, Applied Energy等SCI 刊物上。

从目前内燃机的能量平衡来看,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,其余的余热能量没有得到利用,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。国际汽车和内燃机界认为,相比于油电混合动力、汽车轻量化、减少空气阻力和附件耗能等技术,内燃机余热能利用具有最大的节能潜力。

针对这一重大需求,舒歌群教授研究小组基于实验室在内燃机和有机朗肯循环这两个领域的长期研究积累,建立了针对内燃机余热特点的有机朗肯循环和温差发电的余热回收系统模型以及实验台架。研究表明,内燃机余热回收系统可以将整个发动机的效率提高到50%左右。如果将所有内燃机的转化效率由35%提高至50%,我国可从内燃机消耗的石油中节约7500万吨左右。除此之外,还可以大大减少污染物以及二氧化碳的排放。余热能利用技术是未来内燃机的关键技术之一,本项目形成的新理论、新方法和新技术将提升我国内燃机科技的创新水平和能力,为我国内燃机工业的科技进步和自主创新提供理论和技术基础。

这项科研成果在国内外学术界引起了广泛讨论,目前很多科研单位都投入到了内燃机余热回收的研究。舒歌群教授课题组所发表的文章被众多科研机构所参考。值得一提的是,这一方法更适合于较为大型的固定式发电内燃机。余热回收系统在此类内燃机上的应用,很有望快速得到大规模的商业生产。目前,舒歌群教授课题组已经开始了针对大型燃气内燃机的余热回收研究,旨在将发电内燃机余热回收系统迅速产品化。

五年来,舒歌群授带领团队搭建完成了内燃机余热回收ORC底循环台架,建立和完善了内燃机余热回收底循环评价体系,并完成了内燃机多品位、大温差余热回收新型有机朗肯循环优化研究和内燃机高温余热大温差回收温差发电优化研究。课题组取得了丰厚的成果,每年都有十余篇SCI文章的发表,以及多项专利的发明。

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