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1、第47卷第5期天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版)、b1．47No．52014年5月JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology)May2014D0I：10．11784／tdxbz201209029低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)參數(shù)的理論與實(shí)驗(yàn)優(yōu)化王懷信，王大彪，張圣君(天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津300072)摘要：著眼于低溫?zé)崮艿陌l(fā)電利用，以R245fa為循環(huán)工質(zhì)、系統(tǒng)比凈功最大為目標(biāo)，針對進(jìn)口溫度為90℃的熱水型熱源開展有機(jī)朗肯循環(huán)參數(shù)理論優(yōu)化與系統(tǒng)參數(shù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化研究．理論優(yōu)化得最
2、優(yōu)蒸發(fā)、冷凝溫度分別為62℃和33℃．ORC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)得最優(yōu)蒸發(fā)溫度為69℃，此時(shí)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)比凈功為4_31kJ／kg；測得實(shí)驗(yàn)所用渦旋式膨脹機(jī)的最優(yōu)轉(zhuǎn)速和最優(yōu)壓比分別在800r／min和1．9左右，在該轉(zhuǎn)速和壓比附近，膨脹機(jī)的定熵效率取得最大值82．7％．關(guān)鍵詞：有機(jī)朗肯循環(huán)；渦旋式膨脹機(jī)；參數(shù)優(yōu)化中圖分類號：TK121文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：0493．2137(2014)05—0408．06TheoreticalandExperimentalOptimizationofLow—TemperatureOrganicRanki
3、neCycleSystemParametersWangHuaixin，WangDabiao，ZhangShengjun(SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：ParametricoptimizationwascarriedouttheoreticallyandexperimentallytomaximizethenetpoweroutputoftheorganicRankinecyclesystemwithR
4、245faasworkingfluid，basedonahot—watertypeheatsourceofaninlettemperatureof90℃．Thetheoreticaloptimalevaporatingandcondensingtemperaturesare62℃and33℃respec·tively．whiletheexperimentaloptimalevaporationtemperatureis69℃andthesystemnetpoweris4．31kJ／kg．Theoptimalspeedand
5、pressureratioofthescrollexpanderemployedintheexperimentalsystemare800r／minand1．9respectively．Themaximumisentropiceficiencyvalueoftheexpanderis82．7％．Keywords：organicRankinecycle；scrollexpander；parametricoptimization有機(jī)朗肯循環(huán)(organicRankinecycle，ORC)技理論和實(shí)驗(yàn)研究；文獻(xiàn)[12．16]對
6、不同系統(tǒng)的蒸發(fā)溫術(shù)作為中低溫?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)之一，得到了廣泛關(guān)度、冷凝溫度、過熱度、工質(zhì)流量等循環(huán)參數(shù)進(jìn)行注．工質(zhì)優(yōu)選[1-8]、系統(tǒng)部件優(yōu)化[9J¨、循環(huán)參數(shù)優(yōu)優(yōu)化．化[12-16】是ORC技術(shù)研究的重要內(nèi)容；在各個(gè)內(nèi)容循環(huán)參數(shù)優(yōu)化研究方面，文獻(xiàn)多采用單參數(shù)優(yōu)化上，均已有大量的研究報(bào)道【6．】．的方法，如指定冷凝溫度優(yōu)化蒸發(fā)溫度，很少采用蒸工質(zhì)優(yōu)選是ORC研究的核心，文獻(xiàn)[1．8]分別以發(fā)、冷凝溫度同時(shí)優(yōu)化的雙參數(shù)優(yōu)化法．系統(tǒng)部件優(yōu)熱效率、單位輸出功系統(tǒng)的換熱面積最小、膨脹比、化方面實(shí)驗(yàn)研究較少．筆者在課題組前期研究基礎(chǔ)理論
7、效率和系統(tǒng)輸出功率等為目標(biāo)函數(shù)，對眾多工質(zhì)上，以系統(tǒng)比凈功(單位質(zhì)量載熱流體的系統(tǒng)凈輸進(jìn)行優(yōu)選；系統(tǒng)部件優(yōu)化研究的重點(diǎn)是動力部件及蒸出功)最大化為目標(biāo)函數(shù)，對蒸發(fā)、冷凝溫度進(jìn)行理發(fā)器的優(yōu)化．文獻(xiàn)[9]研究了渦旋膨脹機(jī)的吸排氣論和實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，并對渦旋膨脹機(jī)定熵效率的影響因素壓力、溫度和轉(zhuǎn)速對膨脹機(jī)容積效率的影響．文獻(xiàn)展開實(shí)驗(yàn)研究，探討實(shí)驗(yàn)所用膨脹機(jī)最優(yōu)工況與循環(huán)[10．11]則采用螺桿機(jī)為動力部件，進(jìn)行了螺桿機(jī)性能最優(yōu)工況的匹配性．收稿日期：2012．09—10；修回日期：2012—10—18．基金項(xiàng)目：高等學(xué)校博士點(diǎn)專項(xiàng)科研
8、基金資助項(xiàng)目(20110032110046)．作者簡介：王懷信(1959一)，男，教授．通訊作者：王懷信，wanghx@tju．edu．ca．網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2013．11．08．網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／12．1127．N．20131108．1559．
