改进型Kalina循环的热力性能分析

本文在典型Kalina循环基础上,提出了一种改进型Kalina循环,建立了该循环热力性能的数学模型,根据热力学第一定律和第二定律,利用EES软件仿真模拟了改进型Kalina循环的热力性能,并与典型Kalina循环进行相同模拟条件下的性能对比。结果表明：额定工况下,改进型Kalina循环的热效率为28．64％,比典型Kalina循环高0．66个百分点,增幅为2．36％;改进型Kalina循环的炯效率为43．63％,比典型Kalina循环高1个百分点,增幅为2．292％。另外在本文研究范围内,提高透平进口压力或进口温度,降低透平出口压力均能使两种Kalina循环的热效率、炯效率升高,同时,改进型煳i越循环的热效率和炯效率一直高于典型Kalinn循环的热效率和炯效率。     

冷前回热式Kalina循环系统(KCS)34g的热力学分析

提出冷前回热式KCS34g,根据热力学第一定律和第二定律,利用EES软件对该循环进行热力性能分析,并与基本KCS34g进行相同条件下的性能对比,研究透平进口压力、氨质量分数和透平出口压力变化对冷前回热式KCS34g性能的影响。研究结果表明:在额定工况下,冷前回热式KCS34g的热效率为11.93%,比基本KCS34g高0.99%;效率为52.26%,比基本KCS34g高4.34%;随着氨质量分数增大和透平出口压力降低,冷前回热式KCS34g热效率、发电量和效率均增大;随着透平进口压力增加,冷前回热式KCS34g热效率逐渐增加,发电量和效率在29 bar时达到最大。     

有机朗肯循环的发电系统的实验研究

以低温热蒸汽来模拟废热作为有机朗肯循环(ORC)的热源,建立了以R134a为制冷剂的有机朗肯循环发电系统。通过EES(engineering equation solver)软件对ORC系统进行了数学建模,并将实验与模拟结果进行了比较。结果表明:系统以R134a为工质运行,可以达到8%的发电效率;当膨胀机进口的状态为饱和或者过热时,系统的热效率与发电量都会随着进口压力的增加而增加;系统压力较低的时候,系统的不可逆程度较大,系统效率会有较大损失。     

过冷度对地热发电非共沸工质有机朗肯循环热力性能的影响

有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）是利用中低温地热能（< 150℃）发电的主要途径,在实际运行中,非共沸工质往往会冷凝至过冷状态。分析了冷凝过冷度对非共沸工质ORC热力性能的影响,建立了ORC、内回热（internal heat exchanger,IHE）ORC的热力学模型,以净输出功最大为目标函数优化了工质的蒸发压力,并开展了系统的㶲分析。结果表明：过冷度影响了工质与冷源换热流体间的温度匹配特性,受夹点温差的限制,随着过冷度的增加,工质的冷凝压力上升;过冷度亦改变了预热器和蒸发器的热量分摊,随着过冷度的增加,最佳蒸发压力亦上升。混合工质异丁烷/异戊烷的质量配比为0.4：0.6时,净输出功受过冷度的影响最大,当过冷度为2℃时,净输出功下降了4.36%。IHE回收膨胀机排汽的余热,提高了预热器入口温度,可提高过冷ORC系统净输出功0.55%。过冷度增大了冷凝器的㶲损失;采用内回热冷凝器的㶲损失降低了24.7%。     

太阳能有机朗肯循环热发电研究进展

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,简称ORC)是利用低沸点的有机物作为工质推动透平做功的朗肯循环,ORC技术能够有效的利用低品位热能。太阳能是一种清洁、普遍存在的、巨大的低品位能源。ORC技术与太阳能结合,对节能减排,降低化石能源依赖,优化能源供给结构具有重要的现实意义。本文在分析总结国内外相关研究成果的基础上,分析了太阳能集热系统的主要影响因素以及有机朗肯循环系统中的关键因素对于循环性能的影响。     

新Kalina循环系统（KCS）34的热力学分析

本文提出新Kalina循环即一次抽汽回热式KCS34和分级抽汽回热式KCS34,根据热力学第一定律和第二定律,利用EES软件仿真模拟对该循环进行热力性能分析,并与基本KCS34进行相同条件下的性能对比,研究了抽汽压力、透平进口压力和透平进口温度变化对一次抽汽回热式KCS34性能的影响。研究结果表明：额定工况下,一次抽汽回热式KCS34的热效率为12.33%,比基本KCS34高0.35%;效率为46.07%,比基本KCS34高1.35%。且与一次抽汽回热式KCS34相比,分级抽汽回热式KCS34热效率高0.13%,效率高0.49%。另外,抽汽压力增加,一次抽汽回热式KCS34发电量和效率逐渐降低,热效率在10bar时达到最大;随着透平进口压力增加,一次抽汽回热式KCS34热效率逐渐增加,发电量和效率在30.79 bar时达到最大;随着透平进口温度增加,一次抽汽回热式KCS34热效率逐渐、发电量和效率都增大。     

HFO-1336mzz(Z)在有机朗肯循环系统中的研究进展

有机朗肯循环(ORC)的工质选择对系统的效率和系统设计起着关键作用,以往使用的工质HFC-245fa因为GWP高达1030,无法满足国际社会的环保要求.本文比较了HFO-1336mzz(Z)与HFC-245fa的物性与系统性能,HFO-1336mzz(Z)有较高的临界温度和较低的临界压力,能够在较高的蒸发器温度下工作,...     

有限时间传热的制冷循环制冷性能的热力学分析

对存在不可逆热损耗的内可逆制冷循环进行有限时间热力学分析。求得最佳制冷系数及有关性能与过程进行速率的关系;制冷性能与过程间的时间配置的关系;制冷性能与传热能力及源汇温度的关系;得出在给定条件下循环周期的极限。     

有机朗肯循环(ORC)膨胀发电机组设计分析

利用有机朗肯循环回收工业生产废水中的热量进行发电,不但节约能源而且减少废热对环境的热污染,有利于实现节能减排。本文针对某一化工厂95℃的热水作为热源,分析R134a和R245fa在不同蒸发温度下的能源利用效率、净发电功率、工质泵扬程以及单位净发电功率所需的膨胀机排量,并指出在实现利用余热发电可行性的问题上需要考虑设备投资、关键设备(工质泵)、经济效益等问题。     

工业余热回收有机朗肯循环工质优选

工业流程中存在大量低于150℃的余热资源,采用这些余热资源驱动有机朗肯循环发电,可以有效地实现节能减排。为了对不同有机朗肯循环工质在工业余热应用过程中的特性进行研究,本文建立有机朗肯循环的性能分析模型,并选取6种工质,利用工程方程解答器(EES)软件分别在不同热源温度与冷源温度条件下,对其发电量、热力学第一定律效率和第二定律效率进行分析与比较。结果表明,不同工质的性能均随着热源温度的上升得到不同程度的提高,并随着冷源温度的上升而下降。在输出功、热力学第一定律效率以及第二定律效率3个方面,R600均表现出最佳特性。     

有机朗肯循环模拟及涡旋式膨胀机的性能研究

近些年来,太阳能作为一种可再生能源受到了广泛的关注。其中利用太阳能集热器实现100℃以下高效的热量回收,是一种普遍且有效的太阳能利用方式。采用有机朗肯循环与100℃的低温热源相结合进行发电,目前也逐渐受到了研究人员的关注。考虑到膨胀机是有机朗肯循环的核心部件,本文选择了R600制冷剂作为ORC系统的工质,对其进行了计算以及热力学性能分析。同时搭建了利用压缩空气来驱动的涡旋式膨胀机性能研究的实验台。从ORC的理论分析得,当热源温度为78~97℃,环境温度为30℃,可以获得0.7~1kW的电量,效率为0.84~0.89。利用压缩空气模拟R600,当温度从75℃变化到95℃,对应的压力从0.8MPa变化到1.2MPa,膨胀机出口压力控制在0.28MPa,等熵效率维持在0.7左右。膨胀机的功电转化效率随着膨胀机理想输出功的增加而降低。     

有机朗肯循环低温余热发电系统的工质选择

有机朗肯循环发电系统对于中低温余热的有效利用发挥了巨大的作用,但是有机朗肯循环系统的工质选择依旧是中低温余热利用中存在的问题。文章提出优选工质的条件,并通过对十种低沸点有机工质的性能对比分析得出R141b最适宜作为此温度的余热回收工质,综合性能高于其他工质,对于有机朗肯循环添加回热会大大提高系统效率。     

家用冰箱制冷循环的热力学第二定律分析

本文从热力学第二定律出发。给出了制冷循环的熵分析方法;分别以HFC—134a和CFC—12作为制冷工质。讨论了家用冰箱制冷循环的不可逆性;并根据熵分析结果,计算了循环的性能系数,与性能系数的理论值进行了比较。     

全封闭式涡旋膨胀机在车用有机朗肯循环中的特性研究

本文针对中低温余热特性搭建了2kW目标发电量的小型有机朗肯循环发电系统。实验研究了全封闭式涡旋膨胀机在有机朗肯循环系统中的参数特性。通过改变膨胀机进出口的状态,研究了运行压比和转速对于膨胀机单体及系统性能的影响。性能参数主要包括等熵效率、容积系数、循环热效率及循环净功。结果表明:膨胀机运行压比是影响系统性能的重要参数,循环净功随压比的增大而增加,循环热效率及膨胀机的等熵效率随压比变化均存在最优值;考虑内泄漏及摩擦损失等影响,最优运行压比一般应略大于膨胀机设计比;提高膨胀机转速能有效减少内泄漏损失。     

联合制冷循环的有限时间热力学

研究由两个内可逆卡诺制冷循环构成的无中间热源的联合制冷循环有限时间热力学最优性能。基于一类较为普遍的物理模型，导出其制冷量与制冷系数间的基本关系，再根据活塞式模型循环和定常流模型循环的基本特征，得到两种模型联合到冷循环的最佳制冷率密度与制冷系数间的关系。对前者，与前人所得结果相同；对后者，获得了一些新的有意义的结论。有关结果还可推广到由两个以上制冷循环构成的联合制令循环。     

有机朗肯循环发电系统中换热过程模拟与系统经济性分析

有机朗肯循环发电系统中的能量主要损失在换热设备中。换热设备性能对其发电效率有着直接的影响。为提高有机朗肯循环发电系统的经济性,以最小电力生产成本为目标函数,建立经济性模型,并以实际搭建的有机朗肯循环发电系统对模型进行优化,对安装预热器和过热器的经济性进行分析。研究结果表明:电力生产成本主要受热源介质流量、冷却水流量、系统发电功率、蒸发器节点温差及蒸发温度的影响;在有机朗肯循环发电系统中,尤其是在中大型发电系统中,预热器的安装是经济可靠的;过热器的安装对电力生产成本的增加值较小,而其可提高系统的稳定性、延长系统的使用寿命。     

单级吸附制冷循环的热力学模拟

吸附式制冷是一种既可以有效利用余热又对环境友好的制冷方式,近年来吸附式制冷的研究倍受国内外的专家学者的关注。目前,由于吸附式制冷系统的性能参数COP较低、制冷机体积庞大和吸附器结构复杂等因素限制,尚无法推广应用。为此有必要对吸附工质对的优选,性能参数的影响因素以及系统的优化组织等方面进行更深入的研究探讨。鉴于此,建立了单级吸附系统的循环热力学模型,以寻求最佳工质对并获得影响循环性能的主要因素以及评价。     

不可逆布雷顿制冷循环的有限时间热力学分析

研究定常态流恒温热源和变温热源不可逆布雷顿制冷循环的有限时间热力学性能，并讨论了工质与热源间的最佳匹配和非共沸工质循环的优化问题。所得结果对实际制冷工程有一定指导意义。     

基于朗肯循环和卡琳娜循环的中低温余热动力循环分析

中低温朗肯循环、Kalina循环、氨吸收式动力循环和槽式太阳能Kalina发电循环系统都是低温余热动力循环的主要方式,对其热力学原理以及Kalina循环的影响因素进行分析,认为研究推广中低温朗肯循环及Kalina循环和多种应用形式的Kalina循环对提高中低温余热循环效率更加有效,而且Kalina循环技术相比其它热力循环具有更加光明的发展前景和更加广泛的工业应用范围。