內(nèi)燃機廢氣余熱利用有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)工質(zhì)的分析研究.pdf

1、內(nèi)燃機運行時所排出的廢氣帶走了約35％的燃料完全燃燒熱量，而目前這部分熱量均以廢熱的形式散失掉了，如何有效的利用這部分熱量成為目前提高發(fā)動機效率的重要課題。有機朗肯循環(huán)(ORC)是一種將傳統(tǒng)的蒸汽朗肯循環(huán)中的水工質(zhì)用有機工質(zhì)來代替的循環(huán)，主要包括等熵壓縮、等壓冷凝、等熵膨脹以及一個等壓吸熱過程，循環(huán)具有結(jié)構(gòu)簡單、適用性強及小型化優(yōu)勢明顯等特點，非常適合于內(nèi)燃機廢氣余熱的回收。同時，作為一種有效的余熱利用方式，它產(chǎn)生額外功率輸出的同時不產(chǎn)

2、生任何的污染物。目前，有機朗肯循環(huán)作為一種重要的余熱回收方式在內(nèi)燃機行業(yè)日益受到重視。
　　 當(dāng)采用有機朗肯循環(huán)的余熱回收方式時，采用何種工質(zhì)作為將熱能轉(zhuǎn)化回收利用的介質(zhì)以達(dá)到最大的熱量回收效果是研究的一個重要課題。本文對常用的有機工質(zhì)進(jìn)行了總結(jié)，建立了相應(yīng)的工質(zhì)物性數(shù)據(jù)庫，并建立了工質(zhì)熱物性的計算模型用以推導(dǎo)非常用工質(zhì)的熱物性。通過將常用工質(zhì)的熱物性計算結(jié)果同美國的NIST-Refprop軟件及文獻(xiàn)中的熱物性結(jié)果進(jìn)行了比較分析

3、，驗證了模型的準(zhǔn)確性。
　　 基本物性常數(shù)是研究工質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)缺乏是對硅氧烷類物質(zhì)的有機朗肯循環(huán)利用情況進(jìn)行全面分析和研究的瓶頸。本文通過廣泛的數(shù)據(jù)搜集，根據(jù)基團(tuán)貢獻(xiàn)法對硅氧烷類物質(zhì)中的硅基團(tuán)的比熱容貢獻(xiàn)系數(shù)進(jìn)行了推導(dǎo)，為硅氧烷類物質(zhì)的有機朗肯循環(huán)利用提供了物性計算的保證。
　　 根據(jù)不同的物理及化學(xué)性質(zhì)，將工質(zhì)分為常用有機工質(zhì)、硅氧烷類高溫工質(zhì)及混合工質(zhì)三類，在EES軟件及ASPEN PLUS軟件中建