第!"卷第##期
$""%年##月浙!江!大!学!学!报!工学版"&’()*+,’-./012+*34*250)6278!9*32*00)2*3:;20*;0"<’,=!">’=##
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收稿日期#$""?"!$D =浙江大学学报!工学版"网址#@@@=1’()*+,6=A 1(=0B (=;*!0*3
基金项目#国家教育部博士点专项基金资助项目"$""$"H H ?"I C #=
作者简介#刘林"#C I I E #$男$山东威海人$博士生$主要从事车辆动力能源多元化研究=9F G +2,%G 0,2(,2*!7’G=;’G
通讯联系人%俞小莉$女$教授=9F G +2,%8(Y ,!A 1(=0B (=;*液氮发动机的热力循环设计
刘!林!俞小莉!翟!昕!张喜州
"浙江大学机械与能源工程学院$浙江杭州H #""$I
#摘!要#针对基于单级朗肯循环的液氮发动机效率低和主换热器外表面结霜的问题$设计了基于等熵膨胀的液氮F
甲烷F 乙烯F a #H !+四级朗肯循环液氮发动机动力系统新方案=
计算结果表明$液氮在所设计的热力循环下的比输出功比采用单级朗肯循环提高了#$C d &
即便充分考虑不可逆因素的影响$液氮的比输出功也远大于蓄电池的比输出功=由于新系统中最上一级热力循环的温度超过水的冰点$避免了主换热器的结霜问题$同时将太阳热能引入新系
统$进一步提高了动力系统的效率=比较了基于新循环与基于二级布莱顿循环的液氮动力系统$指出在理想情况下
两者的比输出功接近$但当考虑压降和温差等实际因素时$二级布莱顿循环的比输出功远小于所设计的多级多组
分朗肯循环=
关键词#液氮发动机&多级朗肯循环&无霜换热器
中图分类号#J T #$H !!!!!文献标识码#L !!!!!文章编号##""D C I H M "$""%####C D C "?
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把热能转换成机械能的热工机械=由于液氮冷能是
一种可再生的绿色能源$将其作为汽车动力能源的
研究已成为绿色汽车行动的课题之一=较早开展这
方面研究工作并取得阶段性成果的是美国的华盛顿大学和北德克萨斯大学$他们各自开发了液氮动力汽车(\>$""")和(Z O O \>$)=\>$"""采用活塞式液氮发动机和开式朗肯循环系统方案$配置了三套万方数据