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基于有机朗肯循环的水下动力系统研究

秦 侃 张佳楠 罗 凯 党建军

秦 侃, 张佳楠, 罗 凯, 党建军. 基于有机朗肯循环的水下动力系统研究[J]. 水下无人系统学报, 2021, 29(6): 648-658. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.06.002
引用本文: 秦 侃, 张佳楠, 罗 凯, 党建军. 基于有机朗肯循环的水下动力系统研究[J]. 水下无人系统学报, 2021, 29(6): 648-658. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.06.002
QIN Kan, ZHANG Jia-nan, LUO Kai, DANG Jian-jun. Investigation of Organic Rankine Cycle for Underwater Power System[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2021, 29(6): 648-658. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.06.002
Citation: QIN Kan, ZHANG Jia-nan, LUO Kai, DANG Jian-jun. Investigation of Organic Rankine Cycle for Underwater Power System[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2021, 29(6): 648-658. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.06.002

基于有机朗肯循环的水下动力系统研究

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.06.002
基金项目:  国家自然科学基金项目(51805435).
详细信息
    作者简介:

    秦 侃(1988-), 男, 副教授, 主要研究方向为水下航行器动力推进技术.

  • 中图分类号: TJ630.32 TG156

Investigation of Organic Rankine Cycle for Underwater Power System

  • 摘要: 闭式蒸汽朗肯循环是无人水下航行器动力系统的发展方向之一, 但存在系统效率低的问题。文中提出了一种输出功率为10 kW的闭式有机朗肯循环。详细介绍了水下热动力系统的工作条件和相关尺寸限制参数。建立了系统热力学模型和涡轮机一维设计方法, 设计了在不同工况下的部分进气式小型轴流式涡轮机。利用建立的涡轮机和换热器模型, 以提高动力系统效率并满足在水下航行器中应用的尺寸限制为目标, 对多种有机工质循环系统的运行特性展开分析。计算结果表明, 采用跨临界循环的高温干工质可以大幅度提高系统效率。以环己烷和甲苯为例, 系统效率分别为24.38%和22.29%, 同时满足了尺寸限制条件, 与传统蒸汽朗肯循环相比, 系统效率提高了6.77%~8.86%。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-10
  • 修回日期:  2021-10-24
  • 刊出日期:  2021-12-31

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