有机朗肯循环模拟及涡旋式膨胀机的性能研究

摘要

近些年来,太阳能作为一种可再生能源受到了广泛的关注.其中利用太阳能集热器实现100℃以下高效的热量回收,是一种普遍且有效的太阳能利用方式.采用有机朗肯循环与100℃的低温热源相结合进行发电,目前也逐渐受到了研究人员的关注.考虑到膨胀机是有机朗肯循环的核心部件,本文选择了R600制冷剂作为ORC系统的工质,对其进行了计算以及热力学性能分析.同时搭建了利用压缩空气来驱动的涡旋式膨胀机性能研究的实验台.从ORC的理论分析得,当热源温度为78～97℃,环境温度为30℃,可以获得0.7～1kW的电量,(火用)效率为0.84～0.89.利用压缩空气模拟R600,当温度从75℃变化到95℃,对应的压力从0.8MPa变化到1.2MPa,膨胀机出口压力控制在0.28MPa,等熵效率维持在0.7左右.膨胀机的功电转化效率随着膨胀机理想输出功的增加而降低.