組分遷移對二元非共沸ORC工質配比的影響.pdf

1、我國擁有種類繁多、總量巨大的中低品位能源，有機朗肯循環(huán)（organic Rankine cycle,ORC）由于設施簡單、操作維護成本低等特點，近年來得到迅速發(fā)展，是目前中低品位能源開發(fā)利用技術研究的重點。在ORC工質方面，非共沸混合工質在兩相區(qū)的“溫度滑移”可實現(xiàn)循環(huán)工質在換熱設備中與冷熱源之間更好的溫度匹配，從而減少換熱器中由傳熱溫差引起的不可逆損失。
　　在非共沸混合工質ORC系統(tǒng)中，混合工質的配比是影響ORC系統(tǒng)熱力學性能

2、的重要參數(shù)。根據(jù)兩相流理論，氣液相的流速不同，這將導致循環(huán)配比，即熱力學分析中的循環(huán)工質的組分配比，偏離兩相區(qū)各處當?shù)亟M分配比。因此，循環(huán)配比與系統(tǒng)中工質充灌配比之間存在差異，即“組分遷移”。針對這一問題，本文以確定為達到一定循環(huán)濃度（即質量分數(shù)）的系統(tǒng)充灌濃度為目的，提出了分段、積分、經(jīng)驗擬合三種計算兩相區(qū)平均密度與平均濃度的方法，主要內容如下：
　　①基于Smith兩相流模型和熱力學平衡假定，建立兩相區(qū)積存工質平均密度與平均濃

3、度的分段計算模型。分析壓力與循環(huán)濃度對兩相區(qū)內組分遷移的影響，結果表明：組分遷移隨壓力增大而減??；隨循環(huán)濃度增大，組分遷移先增大后減小，循環(huán)濃度接近0.5時，達到最大值。
　?、谕ㄟ^積分方法推導出兩相區(qū)平均密度與平均濃度。在不同液氣相密度比范圍內，分別采用有理函數(shù)和冪函數(shù)擬合根據(jù)Smith兩相流模型得到的截面含氣率隨干度的函數(shù)關系。根據(jù)熱力學平衡得到不同干度下氣、液相密度與濃度并擬合關于干度的函數(shù)關系式。
　?、鄹鶕?jù)兩相區(qū)分