低溫有機物朗肯循環(huán)實驗研究.pdf

1、低溫余熱利用發(fā)電是一種將低品位熱能轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)，其基本原理是以有機物代替水作為朗肯循環(huán)工質(zhì)的有機朗肯循環(huán)，它不僅是轉(zhuǎn)化利用低品位余熱資源的有效手段，同時可應用于太陽能、地熱能等發(fā)電系統(tǒng)。隨著能源消耗量不斷增大，環(huán)境污染日益嚴重，關(guān)于有機朗肯循環(huán)的研究也越來越多。本文基于課題“余熱能級及梯級利用的定量化原則及其在熱力系統(tǒng)中的應用”，在理論計算的基礎(chǔ)上，設計并搭建一套低溫余熱利用有機朗肯循環(huán)實驗臺，選擇 R245fa作為循環(huán)工質(zhì)進行實驗

2、研究，成功達到膨脹機輸出功率2kW的目標。
　　文中從余熱資源分類、有機物工質(zhì)篩選和有機朗肯循環(huán)實驗研究及優(yōu)化三方面總結(jié)了關(guān)于有機朗肯循環(huán)的研究進展；并詳細介紹了有機朗肯循環(huán)的基本原理，全面分析其熱力學過程和影響因素，為工質(zhì)篩選和系統(tǒng)設計奠定基礎(chǔ)。
　　選擇不同有機物作為工質(zhì)時，有機朗肯循環(huán)輸出性能差異很大。本文基于熱力學第一定律，以熱效率為目標，為85~200℃低溫余熱資源匹配性能最優(yōu)工質(zhì)，并綜合考慮環(huán)保、安全因素選擇R2

3、45fa作為本文實驗臺循環(huán)工質(zhì)。
　　在實驗室已完成的熱力計算工作基礎(chǔ)上，設計一套小型低溫余熱利用有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置，完成設備選型采購、系統(tǒng)組裝調(diào)試，并且將自主設計的折流桿換熱器作為冷凝器應用到發(fā)電裝置中。分別采用四級電機和八級電機，在冬季和夏季進行三次實驗，探究有機朗肯循環(huán)發(fā)電裝置的輸出性能。實驗結(jié)果表明：熱源溫度越高，該裝置發(fā)電功率越大；環(huán)境溫度較低時，系統(tǒng)輸出性能越好；發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速也會影響有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的輸出性能，