本文選題：有機(jī)朗肯循環(huán)　切入點(diǎn)：發(fā)電系統(tǒng)　出處：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著現(xiàn)代化工業(yè)迅速發(fā)展，能源短缺成為當(dāng)今社會(huì)面臨的核心問(wèn)題。在此形式下，新能源科學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，其中對(duì)于太陽(yáng)能熱發(fā)電的研究與應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)之一。采用有機(jī)工質(zhì)代替水蒸氣的低品位有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)研究愈發(fā)成熟，優(yōu)勢(shì)亦愈發(fā)凸顯，因此在太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)中得到了重要應(yīng)用。 本文首先對(duì)于有機(jī)朗肯循環(huán)的基本形式進(jìn)行熱力學(xué)分析，對(duì)于以太陽(yáng)能為熱源的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，選擇R134a、R245fa、戊烷、MDM及甲苯五種工質(zhì)，分析了關(guān)鍵參數(shù)對(duì)于系統(tǒng)熱力學(xué)性能的影響。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，提高蒸發(fā)壓力，蒸發(fā)溫度和膨脹比均可提高循環(huán)效率，而過(guò)熱度對(duì)于循環(huán)性能的影響不大。隨后在基本循環(huán)的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步分析了回?zé)崾接袡C(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，分析了其能提高循環(huán)效率的原因，對(duì)于其中的關(guān)鍵參數(shù)也給出了相應(yīng)的分析。 在整體循環(huán)分析之后，本文對(duì)于循環(huán)關(guān)鍵設(shè)備之一——冷凝器進(jìn)行傳熱過(guò)程分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算。將整個(gè)換熱過(guò)程分為冷卻段和冷凝段分別進(jìn)行計(jì)算和分析，特別是在冷凝過(guò)程中，為了提高計(jì)算精度，采用均分干度的方法對(duì)傳熱過(guò)程進(jìn)行計(jì)算，以最小換熱面積為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。最后通過(guò)MATLAB編程計(jì)算之后發(fā)現(xiàn)，在過(guò)熱蒸汽的冷卻段換熱管管徑為0.02m、管程數(shù)為2時(shí)換熱器具有最優(yōu)結(jié)構(gòu)，而對(duì)于冷凝過(guò)程，，當(dāng)換熱管管徑為0.015m，管程數(shù)為2時(shí)冷凝器結(jié)構(gòu)為最佳。 本文最后設(shè)計(jì)了槽式太陽(yáng)能有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，將整個(gè)系統(tǒng)分為槽式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。對(duì)于一回路的集熱系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了槽式太陽(yáng)能集熱管，并基于組態(tài)王軟件對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行畫(huà)面監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。對(duì)于有機(jī)朗肯循環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以R245fa為工質(zhì)，闡述了換熱設(shè)備的選型和設(shè)計(jì)依據(jù)，最后計(jì)算了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的管路特性，根據(jù)管路特性進(jìn)行泵的計(jì)算和選型。 本文對(duì)于有機(jī)朗肯循環(huán)實(shí)驗(yàn)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工質(zhì)和熱力循環(huán)的理論分析，以及關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算，為槽式太陽(yáng)能有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持，具有一定的參考意義。
[Abstract]:With the rapid development of modern industry , energy shortage becomes the core problem facing the society in today ' s society . In this form , the research and application of new energy science has become one of the hot topics .

In this paper , the thermodynamic analysis of the basic form of organic Rankine cycle is carried out firstly . For the organic Rankine cycle system with solar energy as heat source , five types of refrigerants such as R134a , R245fa , pentane , MDM and toluene are selected , and the influence of key parameters on thermodynamic performance of the system is analyzed .

After the whole cycle analysis , the heat transfer process analysis and the structure optimization calculation are carried out for one of the cycle key equipment _ condenser . The whole heat transfer process is divided into cooling section and condensation section respectively . In order to improve the accuracy of calculation , the heat transfer process is optimized by means of the method of equipartition . Finally , the heat exchanger has the optimal structure with the pipe diameter of 0.02m in the cooling section of the superheated steam , and the condenser structure is optimal when the pipe diameter of the heat exchange tube is 0.015m and the number of pipe runs is 2 .

In this paper , the trough - type solar organic Rankine cycle power generation experimental system is designed , and the whole system is divided into a trough type solar heat collection system and an organic Rankine cycle power generation system .

This paper provides technical support for the design , working medium and thermodynamic cycle theory analysis of the organic Rankine cycle experiment power generation system , and the structural optimization calculation of the key equipment , and provides technical support for the design of the trough - type solar organic Rankine cycle power generation system , and has certain reference significance .

【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM61;TK124

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本文編號(hào)：1703436