有机朗肯循环中的工质热源转折温度及其特征.PDF

化 工 进 展 2017 年第 36 卷第 9 期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3223 · 有机朗肯循环中的工质热源转折温度及其特征 李新国，王伟，翟哲，南来福，王竞逸 （天津大学机械工程学院，天津 300350 ） 摘要：有机朗肯循环中存在有极值功循环与无极值功循环，即存在一种净功的转折线与所对应的工质热源转折 温度，它对工质的选择与循环性能评价具有指标性的作用。基于梯形循环及其理论模型，本文建立工质饱和线 形状（饱和液线斜率、饱和气线斜率及其斜率比与临界温度）及物性为自变量的数学关系，并提出和定义线性 饱和线工质模型，建立循环性能与工质物性之间的数学关系。分别推导出有机朗肯循环中工质热源转折温度的 经验公式，以及梯形循环下线性饱和线工质的热源转折温度理论公式及其修正。研究热源转折温度及其对应的 优化工况的特征与一般性规律，得到21 种工质热源转折温度的有机朗肯循环数值计算与经验公式之间的偏差小 于 1.97%。线性饱和线工质模型下，工质的热源转折温度为临界温度和蒸发器窄点温差之和；热源转折温度所 对应的最高优化工况（最高优化蒸发温度与最大净功极值）随斜率比单调增加，至干工质时，最高优化工况接 近工质的临界点。 关键词：有机朗肯循环；梯形循环；线性饱和线工质；工质热源转折温度；最高优化工况 中图分类号：TK123 文献标志码：A 文章编号：1000 –6613 （2017 ）09 –3223 –08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0056 Shift-temperature of heating fluid and its characteristics for working fluid in organic Rankine cycle LI Xinguo ，WANG Wei，ZHAI Zhe ，NAN Laifu ，WANG Jingyi （School of Mechanical Engineering，Tianjin University，Tianjin 300350，China ） Abstract ：The existence of the maximum power cycle and no maximum power cycle in organic Rankine cycle （ORC ）means that there is a kind of shift-curve of net power output and its corresponding shift-temperature of heating fluid for the working fluids; which played an index function in the selection of the working fluids and the evaluation of the cycle performance. Based on trapezoidal cycle and its theoretical model，the relation and formulas of the saturated line shape （saturated liquid line slope，saturated gas line slope and its ratio and critical temperature ）and thermal properties of the working fluids as variables