蒸发器换热过程对ORC系统混合工质选择和运行工况的影响

在有机朗肯循环(ORC)系统其他部件的效率均相同的条件下,蒸发器的换热量越大,不可逆损失越小,系统的做功潜力就越大。由于混合工质的相变温度滑移与热源的温度变化具有较好的"匹配性",采用混合工质为循环工质,并使用(火积)流耗散率来描述混合工质与热源流体换热过程中的不可逆损失。结合T-Q图来分析蒸发器中混合工质与热源流体换热过程,发现混合工质与热源流体换热曲线围成的面积为(火积)流耗散率,并且分别得出了蒸发器换热量最大与不可逆损失最小的条件,以此指导系统最佳混合工质和运行条件的选择。针对确定的热源条件,在蒸发器换热量达到最大的条件下,以不可逆损失最小为目标,建立了基于蒸发器性能的系统最佳混合工质和运行条件的选择方法。采用参考文献中热源条件,筛选出最佳混合工质为R600a/R134a(0.2/0.8),在最佳蒸发器出口温度为365.75 K的运行条件下,换热量是文献中最佳混合工质的3.3倍,在系统其他部件的参数选择均相同的条件下,系统的净输出功率是文献中最佳混合工质的2.4倍。