Nghiên cứu mô phỏng quá trình truyền nhiệt của thiết bị tận dụng năng lượng nhiệt khí thải động cơ đốt trong sử dụng cho máy phát nhiệt điện
Email:
quang.khongvu@hust.edu.vn
Từ khóa:
Máy phát điện nhiệt, Két thu hồi nhiệt khí thải
Tóm tắt
Máy phát điện nhiệt (TEG) là một trong những giải pháp tiềm năng để tận dụng năng lượng nhiệt khí thải của động cơ đốt trong vì khả năng chuyển đổi trực tiếp nhiệt năng thành điện năng. Các nghiên cứu tận dụng nhiệt bằng máy phát nhiệt điện có nhiệt độ mặt nóng cao và có độ chênh lệch nhiệt độ mặt nóng của TEG rất lớn gây ảnh hưởng tới hiệu suất và giảm tuổi thọ của thiết bị. Để giải quyết vấn đề trên, máy phát điện nhiệt sẽ được sử dụng kết hợp với két thu hồi nhiệt khí thải. Bài báo này sẽ mô phỏng quá trình truyền nhiệt của thiết bị tận dụng năng lượng nhiệt khí thải sử dụng cho máy phát nhiệt điện để đưa ra nhiệt độ mặt nóng và mặt lạnh của TEG trên phần mềm Ansys fluent. Kết quả mô phỏng cho thấy, nhiệt lượng thu hồi được bởi ống TEG với 24 mô-đun nhiệt điện là 1420W và độ chênh lệch nhiệt độ mặt nóng và nhiệt độ mặt lạnh từ 50 °C đến 100 °C.Tài liệu tham khảo
[1]. Julian D. Osorioa, Alejandro Rivera-Alvarez, Efficiency enhancement of spark-ignition engines using a Continuous Variable Valve Timing system for load control, Energy, 161 (2018) 649-662. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.07.009
[2]. Ahmad O. Hasan, Hani Al-Rawashdeh, Ahmad Abu-jrai, Mohamed R. Gomaa, Farrukh Jamil, Impact of variable compression ratios on engine performance and unregulated HC emitted from a research single cylinder engine fueled with commercial gasoline, International Journal of Hydrogen Energy, in press (2022). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.09.025
[3]. Mengzhao Chang, Minuk Jeong, Sungwook Park, Hyung Ik Kim, Jeong Hwan Park, Suhan Park, Study on predictions of spray target position of gasoline direct injection injectors with multi-hole using physical model and machine learning, Fuel Processing Technology, 247 (2023) 107774. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2023.107774.
[4]. M. Krishnamoorthi, R. Malayalamurthi, Zhixia He, Sabariswaran Kandasamy, A review on low temperature combustion engines: Performance, combustionand emission characteristics, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 116 (2019) 109404. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109404
[5]. Adam J. Feneleya, Apostolos Pesiridisa, Amin Mahmoudzadeh Andwaria, Variable Geometry Turbocharger Technologies for Exhaust Energy Recovery and Boosting‐A Review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 71 (2017) 959-975. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.125
[6]. Ulli Drescher, Dieter Brüggemann, Fluid selection for the organic Rankine cycle (ORC) in biomass power and heat plants, Applied Thermal Engineering, 27 (2007) 223–228. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2006.04.024
[7]. E. Korin, R. Reshef, D. Tshernichovesky, E. Sher, Reducing cold start emission from internal combustion engines by means of a catalytic converter embedded in a phase change material, Journal of Automobile Engineering, 213 (1999) 575–583. https://doi.org/10.1243/0954407991527116
[8]. Khổng Vũ Quảng, Nguyễn Duy Tiến, Vũ Minh Diễn, Bằng độc quyền sáng chế: Hệ thống tận dụng năng lượng nhiệt của nước làm mát và khí thải của động cơ đốt trong để chưng cất nước ngọt trên tàu khai thác thủy sản xa bờ, ngày cấp: 21/05/2020, mã số: 24229.
[9]. Rui Quan, Junhui Wang, Tao Li, Compatibility optimization of a polyhedral-shape thermoelectric generator for automobile exhaust recovery considering backpressure effects, Heliyon, 8 (2022) e12348. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e12348
[10]. Mirko Klein Altstedde, Frank Rinderknecht, Horst Friedrich, Integrating Phase-Change Materials into Automotive Thermoelectric Generators, Journal of Electronic materials, 6 (2014) 2134-2140. https://doi.org/10.1007/s11664-014-2990-z
[11]. Yurong Yang, Shixue Wang, Weu He, Simulation study on regenetative thermoelectric generators for dynamic waste heat recovery, Energy Procedia, 158 (2019) 571-576. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.01.154
[12]. Khổng Vũ Quảng, Đồng Minh Hiếu, Nghiên cứu đưa ra kết cấu két thu hồi nhiệt khí thải mới có hiệu suất cao sử dụng trong hệ thống chưng cất nước ngọt từ nước biển, Tạp chí Khoa học công nghệ trường Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, 34 (2022) 18-24.
[13]. M. Mori, T. Yamagami, M. Sorazawa, T. Miyabe, S. Takahashi, T. Haraguchi, Simulation of fuel economy effectiveness of exhaust heat recovery system using thermoelectric generator in a series hybrid, SAE International Journal of Materials and Manufacturing, 4 (2011) 1268–1276. https://doi.org/10.4271/2011-01-1335
[14]. B. Orr, A. Akbarzadeh, M. Mochizuki, R. Singh, A review of car waste heat recovery systems utilising thermoelectric generators and heat pipes, Applied Thermal Engineering, 101 (2016) 490–495. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.10.081
[15]. Bùi Hải, Trần Thế Sơn, Kỹ thuật nhiệt, NXB khoa học và kỹ thuật, 2004.
[2]. Ahmad O. Hasan, Hani Al-Rawashdeh, Ahmad Abu-jrai, Mohamed R. Gomaa, Farrukh Jamil, Impact of variable compression ratios on engine performance and unregulated HC emitted from a research single cylinder engine fueled with commercial gasoline, International Journal of Hydrogen Energy, in press (2022). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.09.025
[3]. Mengzhao Chang, Minuk Jeong, Sungwook Park, Hyung Ik Kim, Jeong Hwan Park, Suhan Park, Study on predictions of spray target position of gasoline direct injection injectors with multi-hole using physical model and machine learning, Fuel Processing Technology, 247 (2023) 107774. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2023.107774.
[4]. M. Krishnamoorthi, R. Malayalamurthi, Zhixia He, Sabariswaran Kandasamy, A review on low temperature combustion engines: Performance, combustionand emission characteristics, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 116 (2019) 109404. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109404
[5]. Adam J. Feneleya, Apostolos Pesiridisa, Amin Mahmoudzadeh Andwaria, Variable Geometry Turbocharger Technologies for Exhaust Energy Recovery and Boosting‐A Review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 71 (2017) 959-975. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.125
[6]. Ulli Drescher, Dieter Brüggemann, Fluid selection for the organic Rankine cycle (ORC) in biomass power and heat plants, Applied Thermal Engineering, 27 (2007) 223–228. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2006.04.024
[7]. E. Korin, R. Reshef, D. Tshernichovesky, E. Sher, Reducing cold start emission from internal combustion engines by means of a catalytic converter embedded in a phase change material, Journal of Automobile Engineering, 213 (1999) 575–583. https://doi.org/10.1243/0954407991527116
[8]. Khổng Vũ Quảng, Nguyễn Duy Tiến, Vũ Minh Diễn, Bằng độc quyền sáng chế: Hệ thống tận dụng năng lượng nhiệt của nước làm mát và khí thải của động cơ đốt trong để chưng cất nước ngọt trên tàu khai thác thủy sản xa bờ, ngày cấp: 21/05/2020, mã số: 24229.
[9]. Rui Quan, Junhui Wang, Tao Li, Compatibility optimization of a polyhedral-shape thermoelectric generator for automobile exhaust recovery considering backpressure effects, Heliyon, 8 (2022) e12348. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e12348
[10]. Mirko Klein Altstedde, Frank Rinderknecht, Horst Friedrich, Integrating Phase-Change Materials into Automotive Thermoelectric Generators, Journal of Electronic materials, 6 (2014) 2134-2140. https://doi.org/10.1007/s11664-014-2990-z
[11]. Yurong Yang, Shixue Wang, Weu He, Simulation study on regenetative thermoelectric generators for dynamic waste heat recovery, Energy Procedia, 158 (2019) 571-576. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.01.154
[12]. Khổng Vũ Quảng, Đồng Minh Hiếu, Nghiên cứu đưa ra kết cấu két thu hồi nhiệt khí thải mới có hiệu suất cao sử dụng trong hệ thống chưng cất nước ngọt từ nước biển, Tạp chí Khoa học công nghệ trường Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, 34 (2022) 18-24.
[13]. M. Mori, T. Yamagami, M. Sorazawa, T. Miyabe, S. Takahashi, T. Haraguchi, Simulation of fuel economy effectiveness of exhaust heat recovery system using thermoelectric generator in a series hybrid, SAE International Journal of Materials and Manufacturing, 4 (2011) 1268–1276. https://doi.org/10.4271/2011-01-1335
[14]. B. Orr, A. Akbarzadeh, M. Mochizuki, R. Singh, A review of car waste heat recovery systems utilising thermoelectric generators and heat pipes, Applied Thermal Engineering, 101 (2016) 490–495. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.10.081
[15]. Bùi Hải, Trần Thế Sơn, Kỹ thuật nhiệt, NXB khoa học và kỹ thuật, 2004.
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
07/04/2023
Nhận bài sửa
13/06/2023
Chấp nhận đăng
14/06/2023
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Khổng Vũ, Q., & Đồng Minh, H. (1). Nghiên cứu mô phỏng quá trình truyền nhiệt của thiết bị tận dụng năng lượng nhiệt khí thải động cơ đốt trong sử dụng cho máy phát nhiệt điện. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 74(5), 682-694. https://doi.org/10.47869/tcsj.74.5.10
Số lần xem tóm tắt
69
Số lần xem bài báo
55
