利用中低温余热的回热有机朗肯循环性能分析

通过选取R227ea、R600和R141b 3种典型有机干流体作为工质,在热源流体进口温度设定为典型工业锅炉排烟温度423.15 K,冷却水进口温度和环境温度分别设定为283.15 K和293.15 K的条件下,分析蒸发温度、过热度和给水加热器出口处工质温度对回热有机朗肯循环性能的影响,比较回热有机朗肯循环与基本有机朗肯循环的性能。结果表明:随着蒸发温度的增大,循环总不可逆损失减小,循环热效率和第二定律效率增大,而循环输出净功率则先增大后减小;随着过热度的增大,循环总不可逆损失和循环输出净功率均减小,而循环热效率和第二定律效率的变化趋势则因工质而有所不同;随着给水加热器出口处工质温度的增大,循环总不可逆损失和循环输出净功率不断降低,而循环热效率和第二定律效率则先增后减;在相同工况下,回热有机朗肯循环的循环热效率和第二定律效率高于基本有机朗肯循环,但对于循环输出净功率和循环总不可逆损失,结果则相反。     

有机朗肯循环工质的热稳定性分析

利用化学反应的热力学性质,以正戊烷为工质,从理论上分析计算正戊烷在375℃的中温环境中的分解产物,从而为分析系统性能的影响提供理论依据。     

低温有机朗肯循环的工质选择及系统性能分析

选取R123,R141b,R245ca,R245fa,R601,R601a作为有机朗肯循环的工质,在不同蒸发温度条件下,对其热力循环特性进行了计算分析,以热力学第一定律和第二定律为基础进行了比较.结果表明,R141b是适合本循环系统的最佳工质.同时还研究了汽轮机进口温度和进口压力对该系统的净功量、吸热量及热效率的影响.     

有机朗肯循环发电系统利用的研究

理想发电循环系统仅与系统热源、冷源的温度相关,而实际低品位有机朗肯循环发电系统效率除与冷热源温度相关外,与工质、系统形式等因素密切相关.但是由于受到热源参数及优化目标等因素影响,尚未优选出合适的工质和系统形式.针对不同热源参数特性,研究相适应的系统形式及工质,为有机朗肯循环发电系统应用提供科学依据,是有机朗肯循环发电系统切实可用的关键.     

基于有机朗肯循环的微燃机尾气余热发电系统热力性能分析

文中以某型微燃机排出的尾气作为有机朗肯循环发电系统的输入热源,并通过建立的热力学模型,选用环戊烷和苯作为循环工质,进行系统主参数的优化研究。实验结果表明:上述两种工质均随着蒸发温度的升高,其有机工质的流量相应减少,而系统排烟温度升高,系统的净输出电功率先增加后下降,存在一个最大发电功率。采用环戊烷为循环工质时的ORCs最大净发电量可增加8.56%,循环效率增加0.46%。因此,从热力性能方面考虑,选择环戊烷为循环工质比较合适。     

有机朗肯循环低温热发电系统热力性能分析

研究了汽轮机蒸发温度和膨胀比对有机朗肯循环低温热发电系统的影响。以R600、R601、R245fa、RC318四种有机工质为例,基于热力学第一定律和第二定律,研究了这两个参数对系统性能变化的影响,主要是对系统热效率、净输出功率以及系统总不可逆损失的影响。     

浅谈太阳能低温有机朗肯循环

叙述了太阳能低温有机肯循环技术,该技术解决了如何高效的收集太阳能的问题,同时相关设备易于制造成本较低,具有很高的应用价值和前景。     

我国太阳能有机朗肯循环研究现状

太阳能具有易转化为低温热源的特性,而有机朗肯循环是利用低温热源或工业余热发电的理想方式,两者相结合形成基于太阳能的有机朗肯循环发电技术。综述了我国光热太阳能发电技术和市场现状以及针对有机朗肯循环的研究现状。经分析发现,目前研究中理论分析或计算机模拟较多,缺乏实际应用的验证。论述了有机朗肯循环工质的选择、循环性能分析方法以及所面临的问题和改善方法。     

有机朗肯循环的研究进展

有机朗肯循环是一种被认为能有效利用低温热能的技术。科研工作者在不同方面（包括工质、膨胀机、换热器的影响、系统的优化）对有机朗肯循环系统效率的影响进行了大量的研究。本文针对不同热源的工质筛选、膨胀机的特点、系统循环优化以及换热器的影响方面进行了讨论和总结,为有机朗肯循环系统的实际应用提供参考。     

有机朗肯循环工质研究进展

有机朗肯循环是回收低品位热能的有效技术途径,而其所采用的有机工质是影响循环性能的关键因素之一.在简要介绍有机朗肯循环的组成以及理想有机工质的特征之后,针对利用工业余热、地热、太阳能和生物质能以及液化天然气冷能回收等五个方面,介绍了目前有机朗肯循环工质的研究进展.最后,在分析存在问题的基础上,讨论了今后仍需努力的研究方向.     

余热利用有机物朗肯循环最佳热回收效率分析

首先通过分析余热回收动力循环的不可逆损失,得到循环的理想效率。其次,通过分析发现热回收效率随蒸发压力变化存在最佳值,并且最佳热回收效率与最小熵增率是等价的。然后,通过研究两种简化的余热利用动力模型,应用有限时间热力学的相关方法,指出最大热回收效率产生的原因。再次,研究了余热变化时系统最佳工况的变化。结果发现最佳蒸发压力随余热流量、入口温度增加而显著增加,而与余热组分关系不大。最后,研究了工质对系统最佳工况的影响,发现较高临界温度的工质,最佳蒸发压力较低。     

基于动态透平效率的有机朗肯循环性能分析及优化

常规有机朗肯循环(ORC)中透平效率多假设为定值,而实际上透平效率因工质种类和运行参数的不同而有较大差异.因此,采用向心透平效率计算模型,将动态透平效率与ORC系统耦合,分析透平效率随蒸发温度与冷凝温度的变化规律,比较固定透平效率与动态透平效率ORC系统热效率的差异.综合考虑热力性与经济性,采用多目标优化算法,对固定透...     

三角转子膨胀机在有机朗肯循环中应用分析

基于中低温太阳能驱动的有机朗肯循环应用背景,分析三角转子机械作为膨胀机的运行特征,通过建立含泄漏影响的运行过程热力学模型对膨胀机性能进行计算,分析以R245fa为工质在单个膨胀周期内膨胀机内部的热力学性能,包括进气角度、形状因子、偏心距和轴距系数等型线设计参数对膨胀机性能的影响。结果显示,三角转子膨胀机可实现较大的膨胀压比,所讨论的因素会对质量流量、输出功率、膨胀压比和容积效率产生影响,适当选择结构参数可优化膨胀机的性能。     

车用有机朗肯循环系统中计量泵的性能研究

在模拟车用有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统的工作环境下,设计并搭建以R123作为工质的液压隔膜计量泵性能测试平台。在额定转速(2900 r/min)下,通过调节液压隔膜计量泵的冲程(25%、50%、75%、100%)和出口压力,得到变工况下液压隔膜计量泵的特性曲线,并分析液压隔膜计量泵的关键参数对车用ORC系统性能的影响情况。结果表明:液压隔膜计量泵的流量受冲程影响,与出口压力基本无关。其输入功率和实际运行效率均随着冲程的增加而升高,最高分别可达523.91 W、88.27%。应用该液压隔膜计量泵的模拟车用ORC系统吸热量变化范围较广,系统热效率最高可达12.81%。液压隔膜计量泵可应用于车用ORC系统,通过调节液压隔膜计量泵的冲程和出口压力,可实现提高车用ORC系统热效率、增加系统净输出功率的目的。     

太阳能驱动有机朗肯循环的工质比较

针对太阳能热水和其它低品位热能的动力利用,研究了工作在100℃供热温度和30℃冷凝温度之间的有机朗肯循环工质的优化选择,以满足较高的循环效率、较大的机械能输出、较小的排气量需求等要求。工质模型采用RKS状态方程,针对R22在-30～95℃温度区间内,计算结果与ASHRAE20-2005数据比较,除液相密度外,其它的热力学参数计算绝对误差小于5%,满足工程模拟要求。利用RKS模型,文中分析了19种有机工质的动力循环参数,发现工质R11的热力学性能系数最高。结合GWP和ODP环境指标,发现R142b、Rc318与R600适合于低温朗肯循环。     

低温热源驱动的氨-水吸收式制冷循环分析

对一种低温热源驱动的氨－水吸收式制冷系统进行了计算和分析，这个系统的特点是对氨蒸汽进行两次吸收，用一部分冷凝氨液作为低压吸收器的冷却介质，增大了放气范围，使循环可以在低温热源的驱动下获得低制冷温度。     

换热器压降对ORC发电系统的影响

在考虑换热器压降及散热损失的情况下建立中低温地热驱动的有机朗肯循环(ORC)发电系统模型并通过500 kW示范工程进行验证。模型选取5种有机工质,研究换热器压降在不同热源温度、蒸发温度和冷凝温度下对系统性能的影响。研究结果表明随着热源温度以及蒸发温度的升高,压降对系统净发电量以及净发电效率的影响逐渐降低,但随着冷凝温度的升高,压降对系统净发电量的影响逐渐升高。其中,采用R227ea的系统受换热器压降影响最小,采用R123的系统受影响最大。     

吸收式热变换器循环热力学模型及优化应用

建立了热源热容量有限时,综合考虑传热热阻、热源与环境的热漏以及循环内不可逆性时的实际四温位不可逆吸收式热变换器循环模型,导出了泵热率和泵热系数的一般特性关系;利用单效溴化锂吸收式热变换器机组的工程数值计算方法,与热力学模型预测结果进行了对比分析,佐证了所建立的热力学模型及导出的特性关系的正确性;并探讨了不同工况时的循环性能,以及通过减小循环内不可逆性、热源热漏和对换热器总传热面积进行优化分配后循环性能可能提高的幅度。     

以空气为携热介质的开式太阳能吸收式制冷循环研究与分析

以空气为携热介质的开式太阳能吸收式制冷循环为研究对象，根据工作循环的特点给出了循环工作流程及计算方法，并对循环进行了详细的计算和分析。得出循环COP值、制冷量与湿空气出口处工作溶液与空气的水蒸气分压力差随热空气温度、环境空气温度和相对湿度之间的关系。通过研究发现，当热空气达到一定温度时，循环具有较好的稳定性。与闭式太阳能吸收式制冷循环相比，开式循环具有启动快、COP值高、系统简单、造价低等优点，特别适合在高温炎热地区使用。     

太阳能驱动闭式简单燃气轮机循环热力学优化

研究太阳能通过换热器的闭式简单燃气轮机循环有限时间热力学性能，导出内可逆循环的最佳功率与效率间的关系，并得到最大功率输出及其相应的效率界限。用压气机和涡轮内效率表征循环内不可逆性，可得实际不可逆循环的最优性能。所得结果对闭式简单燃气轮机装置热力参数的选择有定指导意义。