Ανάκτηση Θερμότητας από τα καυσαέρια κινητήρα Diesel με δευτερεύων κύκλο Rankine

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η ανάλυση ενός συστήματος ανάκτησης θερμότητας που εκμεταλλεύεται τα θερμά καυσαέρια ενός κινητήρα Diesel. Η αξιοποίηση τους πραγματοποιείται με έναν δευτερεύων θερμοδυναμικό κύκλο Rankine για την παραγωγή ωφέλιμης ισχύος. Σκοπός της ανάλυσης αυτής είναι η μελέτη των διαφόρων παραμέτρων λειτουργίας του δευτερεύοντος θερμοδυναμικού κύκλου όπως η πίεση στον εναλλάκτη ανάκτησης θερμότητας και το συμπυκνωτή, η παροχή του εργαζόμενου μέσου καθώς και η επίπτωση των παραμέτρων αυτών στην ανάκτηση ωφέλιμης ισχύος ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα, δηλαδή της ταχύτητας περιστροφής και του φορτίου που ασκείται. Για τη μελέτη αυτή αναπτύχθηκε υπολογιστικό μοντέλο στο προγραμματιστικό περιβάλλον του Matlab που προσομοιώνει το σύστημα ανάκτησης θερμότητας. Αναλυτικότερα, για τις διάφορες συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα διεξάγεται παραμετρική διερεύνηση ως προς την παροχή του εργαζόμενου μέσου και την πίεση στον εναλλάκτη ανάκτησης έτσι ώστε να επιλεχθεί το κατάλληλο ζεύγος των δύο αυτών παραμέτρων που θα αποδίδει τη μέγιστη αύξηση ισχύος του συστήματος ως προς την ισχύ που παράγει ο κινητήρας. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την παραμετρική διερεύνηση, ακολουθούν την ίδια εικόνα, δηλαδή αύξηση των τιμών και των δύο παραμέτρων οδηγεί σε αύξηση της ισχύος που ανακτάται μέχρι μιας μέγιστης τιμής πέρα από την οποία παρατηρείται απότομη καθοδική πορεία.