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作者：修心岩;王锐;陈志超;罗潇冉;李程镐;王思博;王聪;秦江;黄洪雁;
单位：哈尔滨工业大学能源科学与工程学院;哈尔滨工业大学重庆研究院;南昌航空大学动力与能源学院;
摘要：面向航空领域日益严峻的碳减排需求，本文提出了一种液氨-航空煤油化学回热燃料电池/涡轴发动机混合动力系统。该混合系统利用燃料电池高效带动压气机，实现涡轮与压气机的解耦，并利用氨化学回热制氢。其与传统混合系统的构型存在区别，更适合航空领域的应用。本文通过建立的热力学模型进行了混合系统设计与性能评估。结果表明，更高的过量空气系数和氨分解温度有助于混合系统实现更好的燃料经济性和碳减排效果。燃料利用率则需要平衡油耗与碳减排的需求进行选取。对比分析的结果表明，混合系统在热效率、推进效率、总效率方面均具有突出优势，总效率相比常规涡轴发动机提升40%以上。在相同输出功率的情况下，混合动力系统以提高44.96%油耗为代价，降低了87.46%的碳排放。相比之下，在相同涡轮前温度的情况下，混合动力系统以提高16.49%油耗为代价，降低了47.52%的碳排放。总的来说，该方案以较小的性能代价，大幅度降低了碳排放，具有较高的可行性。
关键词：氨燃料;;燃料电池;;涡轴发动机;;混合动力系统;;化学回热;;碳减排
基金资助：国家自然科学基金青年科学基金（52406010）~~
