低溫余熱發(fā)電用渦旋式膨脹機(jī)熱力特性理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著全球范圍的能源枯竭態(tài)勢(shì)的加劇，工業(yè)余熱的回收和利用受到人們的廣泛關(guān)注。在我國(guó)，中高溫余熱利用技術(shù)已相對(duì)成熟，而低溫余熱回收技術(shù)方面尚在研發(fā)之中，大量低品位余熱資源仍被浪費(fèi)。有機(jī)朗肯循環(huán)（OrganicRankineCycle，簡(jiǎn)稱ORC）是一種有效的低溫余熱發(fā)電技術(shù)，而膨脹機(jī)是有機(jī)朗肯循環(huán)的關(guān)鍵設(shè)備之一。因此，對(duì)低沸點(diǎn)工質(zhì)膨脹機(jī)進(jìn)行理論與實(shí)驗(yàn)研究，這對(duì)發(fā)展低溫余熱發(fā)電技術(shù)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文在廣泛查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)

2、上，對(duì)適用于小型ORC系統(tǒng)的低沸點(diǎn)工質(zhì)膨脹機(jī)進(jìn)行了選型，對(duì)選取的渦旋式膨脹機(jī)進(jìn)行了熱力分析，并搭建小型ORC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)渦旋式膨脹機(jī)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　 本文的主要內(nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:
　　 (1)對(duì)渦旋式膨脹機(jī)進(jìn)行了熱力分析，分析工質(zhì)進(jìn)口參數(shù)對(duì)膨脹機(jī)出口狀態(tài)的影響規(guī)律，并比較幾種不同工質(zhì)對(duì)膨脹機(jī)輸出性能的影響。結(jié)果表明:膨脹機(jī)輸出功隨工質(zhì)進(jìn)口壓力、進(jìn)口溫度的增大而增大;隨著工質(zhì)進(jìn)口壓力的升高，膨脹機(jī)的效率先上升

3、后下降;比較R22、R134a、R236fa和R123這4種工質(zhì)發(fā)現(xiàn)，給定相同進(jìn)口條件時(shí)，R22的輸出功最高，R123輸出功最低。
　　 (2)通過搭建小型ORC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)渦旋式膨脹機(jī)的性能進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)研究。穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:渦旋式膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著進(jìn)口壓力、工質(zhì)流量和進(jìn)口溫度的升高而增大，隨著負(fù)載的增加而降低;渦旋膨脹機(jī)效率隨著膨脹機(jī)進(jìn)口壓力的增大而提高，而受工質(zhì)過熱度的影響較小;渦旋式膨脹機(jī)的輸出功率隨著工質(zhì)進(jìn)口