氩气循环发动机热力学循环效率影响因素的热力学分析

摘要

为探索氩气(Ar)循环发动机指示热效率超过50％的途径,以热力学方法分析了影响氩气循环发动机指示热效率的因素,并提出一种在热力学循环中加入化学平衡的应用方法.确认了Ar对热力学循环效率的提升作用,在循环工质分别为Ar、N2和CO2、且与O2的摩尔比为79:21、氢混合气为化学当量比、压缩比为14.5的条件下,热力学循环效率分别为58％、50％和39％;影响燃烧压力、温度的主导因素是燃料的比例.通过提高Ar摩尔分数可以降低燃烧压力、温度,从而提高压缩比.压缩比从5.5提高至9.5,热力学循环效率可提高10％.当压缩比为9.5时,为实现指示热效率大于50％,应设定Ar摩尔分数下限为82％.