用于柴油机尾气余热回收的ORC--HP联合系统及自由活塞膨胀机的性能研究的开题报告.docx

用于柴油机尾气余热回收的ORC--HP联合系统及自由活塞膨胀机的性能研究的开题报告
一、研究背景
随着全球能源危机的日益严峻，同时尾气排放对环境的污染程度和对人体健康的危害程度也得到广泛关注。为了减少对环境产生的负面影响，同时实现能源的有效利用，当前国内外的研究普遍倾向于使用余热回收技术对柴油机尾气进行热能利用。
二、研究目的
本研究的目的是设计一种ORC-HP联合系统，并结合自由活塞膨胀机的原理对其性能进行研究。该系统可用于柴油机尾气的余热回收，从而实现能源的有效利用和减少环境污染，并且研究自由活塞膨胀机的运行机理，为后续的研究提供良好的设计思路和实验依据。
三、研究内容
1.柴油机尾气余热回收ORC-HP联合系统设计
从系统的整体设计出发，针对柴油机尾气的特性调节ORC工质流体和压力，实现高效能的热能回收，并且借助自由活塞膨胀机将热能转化为动能，进而推进发电机等机械设备的运行。
2.自由活塞膨胀机机理研究与实验验证
自由活塞膨胀机采用一体式结构，在转化热能转化为动能的过程中，其活塞和曲柄等部件可自由活动。本研究将对其机械结构和运行机理进行分析，并依据热力学原理设计实验，验证其性能和稳定性。
四、研究意义
1.提高能源的利用效率
通过柴油机尾气的余热回收，本研究可为能源的利用提供新的方案，同时实现节能和减排，提高能源的利用效率。
2.推动该领域技术的发展
本研究将对ORC-HP联合系统和自由活塞膨胀机的机理和性能进行深入研究，为该领域技术的发展提供新思路和理论依据。
3.促进环保产业的发展
柴油机尾气的热能回收，不仅可以减少环境污染，还为环保产业提供了新的市场需求，推动其发展。
五、研究方法
本研究将采用理论分析和实验研究相结合的方法，从系统整体设计和自由活塞膨胀机的机理两个层面对其性能进行研究。
1.借助理论分析和计算机模拟，对ORC-HP联合系统的整体设计进行分析与预测。
2.在实验室条件下，搭建制备ORC-HP联合系统的实验台，并通过实验考察其热能转化效rate和稳定性。对自由活塞膨胀机的结构和机理进行实验验证。
六、预期成果
1.建立柴油机尾气余热回收的ORC-HP联合系统，通过实验研究，发现该系统对热能的转化效率及稳定性较大幅度提升。
2.对自由活塞膨胀机的运行机理和结构进行深入分析，依据热力学原理设计实验验证，为后续研究提供理论依据。
参考文献：
[1]林主谊.柴油机尾气余热回收技术在工厂及建筑物应用的可行性研究[D].福州:福建师范大学,2016.
[2]邵学艳.尾气余热利用在燃气轮机发电系统中的应用研究[D].西安:西安科技大学,2017.
[3]张景德.液压系统工质自由活塞膨胀机热化工艺——液压蒸汽能源转化研究[D].太原:山西大学,2020.