工质比热匹配对有机朗肯循环不可逆损失的影响.pdf

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1、第43卷第3期华北电力大学学报V01．43．No．32016年5月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityMay，2016doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2016．03．11工质比热匹配对有机朗肯循环不可逆损失的影响于超，徐进良，王华荣(华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京102206)摘要：有机朗肯循环可以将低品位热能转化为有用功。为了提高能量利用率应尽可能减小系统中的不可逆损失。蒸发器是主要的火用损部件，对其进行优化可以显著提高系统性能。为改善热源与热机系统耦舍、减小蒸发器内火用损以提高热功转换效

2、率，提出利用工质比热变化改善换热过程温度匹配的模型。固定换热器两侧流体出入口温度，定义变量k为流体在高温端与低温端比热的比值，其变化范围0．5—3．5。假设比热随温度线性变化。为分析不可逆损失与温差的关系提出“积分温差”，证明了积分温差与不可逆损失之间的拟线性关系。列出可能的九种温度匹配情况，得到理论上最大和最小的不可逆损失。通过计算废热气体驱动有机朗肯循环的算例，证明了利用比热变化改善换热匹配的有效性。关键词：有机朗肯循环；换热匹配；积分温差；不可逆损失；变比热中图分类号：TK123文献标识码：A文章编号：1007—2691(2016)03—0069—07InfluenceofHeatC

3、apacityMatchBetweenHeatTransferFluidsonIrreversibilityofOrganicRankineCycleYUChao，XUJinliang，WANGHuarong(BeijingKeyLaboratoryofMulti—phaseFlowandHeatTransferofLow—gradeEnergy，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：OrganicRankineCycle(ORC)canconvertheattopowerinheatrecoveryp

4、rocessesdrivenbylowormedi—amtemperatureheatsource．Theirreversibilityshouldbereducedasmuchaspossibletoelevatetheheatrecoveryeffi-ciency．Evaporatorisacomponentwhichcontributesmuch(sometimesthemost)tothetotalirreversibilityofanORCsystem．Thermalperformanceofthesystemcanbeelevatedbydesignoptimizationof

5、theevaporator．FocusedonthecouplingbetweenexternalheatsourceandisolatedORCsystem，aheattransfermodalwasestablishedtoreducetheir—reversibilityinevaporatorandtoelevatetheheatrecoveryeficiency．Inthismodelheattransferprocessbetweenhotandcoldfluidcanbemodulatedthroughthevariationofheatcapacity．Theinletan

6、doutlettemperatureoftheheattransferfluidswerefixed，thenavariablekwasdefinedastheratioofheatcapacityofhightemperatureendandheatcapacityoflowtemperatureend．Assumingthatkvariedfrom0．5to3．5，andheatcapacityoffluidwaslinearfunction0fitstemperature．Anitemcalled“integratedtemperaturedifference”wasproposed

7、toinvestigatetherelationbetweenheattransferandirreversibilityquantitatively．Thelinerrelationshipbetweenintegratedtemperaturedifferenceandirre—versibilitywasdiscovered．Ninepotentialheattransfermatchpossibilitiesbe