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

1、內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)中的水工質用有機工質來代替的循環(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)具有結構簡單、適用性強及小型化優(yōu)勢明顯等特點，非常適合于內燃機廢氣余熱的回收。同時，作為一種有效的余熱利用方式，它產生額外功率輸出的同時不產

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燃機行業(yè)日益受到重視。
　　 當采用有機朗肯循環(huán)的余熱回收方式時，采用何種工質作為將熱能轉化回收利用的介質以達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進行了總結，建立了相應的工質物性數(shù)據庫，并建立了工質熱物性的計算模型用以推導非常用工質的熱物性。通過將常用工質的熱物性計算結果同美國的NIST-Refprop軟件及文獻中的熱物性結果進行了比較分析

3、，驗證了模型的準確性。
　　 基本物性常數(shù)是研究工質熱力學性質的基礎數(shù)據，該數(shù)據缺乏是對硅氧烷類物質的有機朗肯循環(huán)利用情況進行全面分析和研究的瓶頸。本文通過廣泛的數(shù)據搜集，根據基團貢獻法對硅氧烷類物質中的硅基團的比熱容貢獻系數(shù)進行了推導，為硅氧烷類物質的有機朗肯循環(huán)利用提供了物性計算的保證。
　　 根據不同的物理及化學性質，將工質分為常用有機工質、硅氧烷類高溫工質及混合工質三類，在EES軟件及ASPEN PLUS軟件中建