Energy recovery device for the internal combustion engine - Politykin, B. М.; Shtanko, O. D.; Litvinova, M. B.; Karpovа, S. O.; Політикін, Б. М.; Штанько, О. Д.; Літвінова, М. Б.; Карпова, С. О. (My University, 2017)
Мета. Розробка пристрою для утилізації частини теплової енергії вихлопних газів бензинового двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), що відповідає конструкції автомобілів, які існують. Створення відповідної моделі та розрахунок основних параметрів термоелектричного генератора, що працює на енергії вихлопних газів, з обґрунтуванням можливості отримання електричної енергії в кількості, достатній, як мінімум, для заміни електромеханічного генератора автомобіля. Методика. Використовувалося фізичне й математичне моделювання процесів теплопередачі та генерації електричної енергії в термоелектричних генераторах. Результати. Проведено аналіз фізичної моделі процесу, що відбувається при віддачі теплової енергії від потоку вихлопного газу у трубопроводі генератора, та визначено принцип розрахунку його основних параметрів. Розроблена математична модель теплообміну у трубопроводі блокового термоелектричного генератора. Створена програма на базі програмного забезпечення Wolfram Mathematica та проведено розрахунок відповідних параметрів для кожного блоку при різних навантаженнях ДВЗ. Технічно обгрунтовано створення пристрою для рекуперації енергії палива, що викидається назовні, для ДВЗ легкових автомобілів. Відповідним пристроєм є термоелектричний генератор із блоковою будовою, що працює на тепловій енергії вихлопних газів. Запропоновано використання повітряного охолодження для отримання оптимального ККД перетворення. Показана можливість отримання при його використанні до 1 кВт електричної енергії. Наукова новизна. Розроблено інноваційний пристрій утилізації енергії вихлопних газів для моделей автомобілів, що вже існують. Уперше запропонована й обґрунтована структура розділення термоелектричного генератора на три блоки, що працюють як окремі термоелектричні генератори, а також введення в середину газового потоку порожнього циліндра з повздожніми ребрами на поверхні для покращення теплопередачі за рахунок випромінювання. Практична значимість. Використання запропонованого термоелектричного генератора дозволяє провести заміну електромеханічного генератора автомобіля з подальшим використанням надлишкової енергії рекуперації. Енергія, що збережена в результаті рекуперації, у перерахунку на спожите паливо складає не менше 2 %, що є важливим як в економічному, так і в екологічному аспектах.
Energy recovery device for the internal combustion engine = Рекупераційний пристрій до двигуна внутрішнього згоряння / B. М. Politykin, O. D.Shtanko, M. B. Litvinova, S. O. Karpovа // Наук. вісн. НГУ. – Dnipro : НГУ, 2017. – № 3. –С. 82–89.
Keywords: еnergy сonservation; thermoelectric generator; waste heat recovery; exhaust gases; энергосбережение; термоэлектрический генератор; утилизация; выхлопные газы; енергозбереження; термоелектричний генератор; утилізація; вихлопні гази