基于渦旋式膨脹機的低溫余熱回收系統(tǒng)的研究.pdf

1、能源是經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著人們生活水平的提高，人們對能源的需求量也越來越高。煤炭、天然氣、石油等化石燃料是當(dāng)今世界能源產(chǎn)業(yè)的支柱，但在我國能源利用率尚且不高，環(huán)境形勢日益嚴(yán)峻。如果能夠?qū)μ枱崮?、地?zé)?、工業(yè)廢氣等余熱資源加以有效利用，既能夠提高能源的利益減緩能源危機，也可以改善人類生活環(huán)境。因此開展對余熱資源回收利用系統(tǒng)的設(shè)計研究具有深遠的現(xiàn)實意義。
　　本課題首先論述了余熱資源回收利用系統(tǒng)的設(shè)計背景、研究意義，并闡

2、述了余熱回收技術(shù)和渦旋式膨脹機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，同時介紹了系統(tǒng)核心部件渦旋式膨脹機的數(shù)學(xué)模型及其理論基礎(chǔ)。在這些理論研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)低溫余熱利用技術(shù)的特點，具體以低溫余熱中的工業(yè)廢氣為研究對象，以系統(tǒng)效率最大化為目標(biāo)，設(shè)計了一種新型的基于渦旋式膨脹機的低溫余熱回收系統(tǒng)，確定了系統(tǒng)流量，以此參數(shù)為依據(jù)得到了回收系統(tǒng)的理論輸出功率及所需膨脹機的膨脹比，進而完善了系統(tǒng)各部件的選型與設(shè)計，并運用Solidworks軟件對余熱回收系統(tǒng)進行了詳細

3、的三維建模。通過分析本課題中低溫余熱回收系統(tǒng)的特點，建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對系統(tǒng)工質(zhì)的壓(火用)與熱(火用)進行了詳細的熱力學(xué)計算，同時對系統(tǒng)的工作過程和輸出特性進行了理論分析，并應(yīng)用MATLAB軟件對理論分析結(jié)果進行了仿真分析，得到了整個回收系統(tǒng)的工作特性曲線，驗證了理論分析結(jié)果的科學(xué)性。
　　最后通過搭建系統(tǒng)性能測試試驗臺，對渦旋式膨脹機及回收系統(tǒng)的性能分別進行了測試實驗，驗證了理論設(shè)計分析的合理性。實驗結(jié)果表明了本課題設(shè)計的