有機(jī)朗肯循環(huán)實(shí)驗(yàn)研究及建模仿真.pdf

1、有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)是回收中低溫?zé)嵩吹年P(guān)鍵技術(shù)之一。針對有機(jī)朗肯循環(huán)的研究越來越重要。本文通過搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究了單螺桿膨脹機(jī)的性能，基于MATLAB語言建立了ORC系統(tǒng)膨脹機(jī)和換熱器的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)設(shè)計(jì)了ORC集成機(jī)組以及ORC系統(tǒng)熱力學(xué)分析軟件。
　　本研究搭建了有機(jī)朗肯循環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用導(dǎo)熱油作為模擬熱源，R123作為循環(huán)工質(zhì)。研究了熱源溫度以及膨脹機(jī)入口過熱度對單螺桿膨脹機(jī)性能的影響。熱源溫度為140℃和130℃時(shí)，單螺桿

2、膨脹機(jī)的輸出最大軸功分別為3.42kW和3.15kW，最大實(shí)際運(yùn)行效率分別為0.72和0.79。在同一轉(zhuǎn)矩下，熱源溫度為130℃時(shí)膨脹機(jī)的輸出軸功和實(shí)際運(yùn)行效率普遍大于熱源溫度為140℃的數(shù)值。隨著膨脹機(jī)入口過熱度的降低，膨脹機(jī)輸出功率和實(shí)際運(yùn)行效率呈現(xiàn)先增加后下降的變化趨勢。存在最佳過熱度使膨脹機(jī)輸出軸功最大，實(shí)際運(yùn)行效率最高?；趯?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了渦旋膨脹機(jī)和單螺桿膨脹機(jī)通用半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀ＤＰ凸残枰孀R(shí)7個(gè)待定參數(shù)，對于渦旋膨脹機(jī)，模型

3、計(jì)算所得的入口壓力、出口溫度和輸出軸功與實(shí)驗(yàn)所測值的誤差分別控制在±5％，±5℃，±8％以內(nèi);對于單螺桿膨脹機(jī)，誤差為+10％，±5℃，±10％以內(nèi)。根據(jù)模型定義了外壓比，內(nèi)壓比和外部等熵效率，相較于外壓比，膨脹機(jī)內(nèi)壓比體現(xiàn)了膨脹機(jī)輸出性能與膨脹機(jī)幾何結(jié)構(gòu)的關(guān)系。膨脹機(jī)內(nèi)部泄漏是導(dǎo)致膨脹機(jī)性能下降的主要原因。膨脹機(jī)內(nèi)部泄漏的減小，可以有效提高膨脹機(jī)外部等熵效率和輸出軸功。設(shè)計(jì)了5kW有機(jī)朗肯循環(huán)集成發(fā)電機(jī)組。樣機(jī)采用單螺桿膨脹機(jī)作為作功