舒歌群教授團隊
發布時間: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。

從目前內燃機的能量平衡來看,動力輸出功率一般只占燃油燃燒總熱量的30%-45%(柴油機)或20%-30%(汽油機),除了不到10%用于克服摩擦等功率損失之外,其余的余熱能量沒有得到利用,主要通過冷卻回路的散熱以及排氣被排放到大氣中。因此,將內燃機的余熱能回收再利用是提高總能效率、降低油耗的一個有效途徑。國際汽車和內燃機界認爲,相比于油電混合動力、汽車輕量化、減少空氣阻力和附件耗能等技術,內燃機余熱能利用具有最大的節能潛力。

針對這一重大需求,舒歌群教授研究小組基于實驗室在內燃機和有機朗肯循環這兩個領域的長期研究積累,建立了針對內燃機余熱特點的有機朗肯循環和溫差發電的余熱回收系統模型以及實驗台架。研究表明,內燃機余熱回收系統可以將整個發動機的效率提高到50%左右。如果將所有內燃機的轉化效率由35%提高至50%,我國可從內燃機消耗的石油中節約7500萬噸左右。除此之外,還可以大大減少汙染物以及二氧化碳的排放。余熱能利用技術是未來內燃機的關鍵技術之一,本項目形成的新理論、新方法和新技術將提升我國內燃機科技的創新水平和能力,爲我國內燃機工業的科技進步和自主創新提供理論和技術基礎。

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機構所参考。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。

五年來,舒歌群授帶領團隊搭建完成了內燃機余熱回收ORC底循環台架,建立和完善了內燃機余熱回收底循環評價體系,並完成了內燃機多品位、大溫差余熱回收新型有機朗肯循環優化研究和內燃機高溫余熱大溫差回收溫差發電優化研究。課題組取得了豐厚的成果,每年都有十余篇SCI文章的發表,以及多項專利的發明。