【摘要】：構(gòu)建有機(jī)朗肯循環(huán)變工況分析模型,研究熱源條件對(duì)系統(tǒng)變工況性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨著熱源溫度升高,系統(tǒng)的最佳蒸發(fā)壓力線性增大,而渦旋膨脹機(jī)的等熵效率逐漸減小。相比額定工況,熱源溫度變化-30.0K與30.0K時(shí),凈輸出功率變化了-32.4%與18.4%,熱效率降低了4.0%與11.4%,熱回收效率變化幅度分別為-9.8%及8.9%;當(dāng)熱源溫度從423增大至483K時(shí),系統(tǒng)不可逆損失的變化率為-37.1%與45.5%,火用效率的變化率為6.7%與-17.5%。相比熱源流量,熱源溫度對(duì)系統(tǒng)變工況性能的影響更大。
【圖文】：

式中：ｑｍ為質(zhì)量流量，ｈ為比焓，ｃ為比熱容，Θ為溫度；下標(biāo)ｆ、ｇ分別表示工質(zhì)與煙氣，下標(biāo)ｉｎ、ｏｕｔ分別表示進(jìn)、出口。圖１ＯＲＣ系統(tǒng)構(gòu)成Ｆｉｇ．１ＳｋｅｔｃｈｏｆＯＲＣｓｙｓｔｅｍ蒸發(fā)器各區(qū)傳熱面積可通過(guò)式（２）進(jìn)行計(jì)算：Ａｅ＝ΦｅＫｅΔΘｅ（２）１Ｋｅ＝ＡｏαｉＡｉ＋δｗλｗＡｏＡｍ＋１αｏηｏ（３）式中：Ｋｅ為綜合傳熱系數(shù)，ΔΘ為對(duì)數(shù)平均傳熱溫差，α為對(duì)流傳熱系數(shù)，δｗ為換熱管壁面厚度，λｗ為換熱管壁面導(dǎo)熱系數(shù)；下標(biāo)ｉ、ｏ、ｍ分別表示換熱管內(nèi)部、外部及平均直徑處。采用Ｇｎｉｅｌｉｎｓｋｉ關(guān)聯(lián)式計(jì)算工質(zhì)處于單相區(qū)時(shí)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)［１１］：Ｎｕｊ＝（ｆ／８）ＲｅｊＰｒｊ１２．７（ｆ／８）０．５（Ｐｒ２／３ｊ－１）＋１．０７（４）式中，ｆ為阻力系數(shù)。兩相狀態(tài)下，工質(zhì)的表面?zhèn)飨禂?shù)計(jì)算式為［１１］α＝α′｛［（１－χ）＋１．２０．４（１－χ（）ρ′ρ）″０．］３７－２．２［＋α″α′χ０．０１（１＋８（１－χ）０．７（）ρ′ρ）″０．］｝６７－２－０．５（５）式中：χ為工質(zhì)干度，ρ為密度；上標(biāo)′、″分別表示飽和液態(tài)與飽和氣態(tài)。管外煙氣側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算式為［１２］Ｎｕｇ＝０．（１３７８ｄ０ｑｍｍａｘμ）ｇ０．７１８（Ｐｒｇ）１／（３）ＹＨ０．２９６（６）式中：ｄ０為

面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算式為［１２］Ｎｕｇ＝０．（１３７８ｄ０ｑｍｍａｘμ）ｇ０．７１８（Ｐｒｇ）１／（３）ＹＨ０．２９６（６）式中：ｄ０為管子直徑，ｑｍｍａｘ為最窄處質(zhì)量流量，μ為黏度，Ｙ為翅片間距。根據(jù)火用平衡原理，蒸發(fā)器的不可逆損失為Ｉｅ＝Ｅｇ，ｉｎ＋Ｅｅ，ｉｎ－Ｅｇ，ｏｕｔ－Ｅｅ，ｏｕｔ（７）式中：Ｅ為熱量火用，ｓ為比熵。１．２渦旋膨脹機(jī)模型工質(zhì)在渦旋膨脹機(jī)內(nèi)的工作過(guò)程如圖２所示。圖２渦旋膨脹機(jī)工作過(guò)程示意圖Ｆｉｇ．２Ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｅｘｐａｎｄｅｒｍｏｄｅｌ忽略絕熱進(jìn)氣過(guò)程（１－２）的壓力損失。對(duì)于等壓冷卻過(guò)程（２－３），，工質(zhì)的能量損失為［１３］ｑｍｆ（ｈ３－ｈ２）＝Ｕ１ｎＡ（ｑｍｉｎｑｍ）ｎ０．８（Θ２－Θｗ）（８）式中：Ｕ１ｎ為絕熱進(jìn)氣過(guò)程換熱能力，Θｗ為膨脹機(jī)壁面的溫度；下標(biāo)ｎ表示額定工況。工質(zhì)經(jīng)絕熱可逆過(guò)程（３－４）及定容膨脹（４－５）過(guò)程所做的功為［１１］Ｗｅｘ＝ｑｍｉｎ［（ｈ３－ｈ４）＋ｖ４（ｐ４－ｐｏｕｔ）］（９）式中：ｖ為工質(zhì)的比容，ｐ為工質(zhì)的壓強(qiáng)。在等壓排氣過(guò)程（６－７），工質(zhì)與膨脹機(jī)外殼間的換熱量為ｑｍｆ（ｈ７－ｈ６）＝Ｕ２ｎＡ（ｑｍｉｎｑｍ）ｎ０．８（Θｗ－Θ６）（１０）式中，Ｕ２為絕熱排氣過(guò)程換熱能力。此外，膨脹機(jī)與環(huán)境之間的換熱量Φａｍｂ＝Ｕ３ｎＡ（Θｗ

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