[论文]考虑系统充注量的小型有机朗肯循环变工况性能模拟

论文题目：Working fluid charge oriented off-design modeling of a small scale Organic Rankine Cycle system

论文作者：Liuchen Liu, Tong Zhu, Jiacheng Ma

作者单位：School of Mechanical and Energy Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China

期刊名：Energy conversion and management

发表日期：2017年9月

影响因子（2016）：5.589

中科院分区：I区

关键词：有机朗肯循环、系统模拟、变工况性能、充注量

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http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890417305526

论文介绍

    有机朗肯循环ORC的工质回路是一个封闭循环，充注量的多寡对蒸发器、冷凝器的换热性能，以及对系统整体的变工况运行特性都会造成影响，目前这方面的研究工作尚未得到充分的挖掘和探索。本文采用换热器相变换热三段模型对管翅式蒸发器和管壳式冷凝器进行建模，同时采用稳态模型来描述离心式工质泵与涡旋式膨胀机的工作特性。提出了一种考虑充注量约束的有机朗肯循环变工况特性的双层迭代模拟方法，上层迭代循环以系统输出功为目标值，而下层迭代循环以换热器有效传热面积为校核值，对工质泵的转速（工质循环流量）进行迭代。此方法不仅可以计算额定工况下系统的理论充注量，同时还可以通过研究变工况条件下系统中工质质量的迁移变化规律，对某一给定充注量下的系统变工况性能进行评价。此外，采用此模型，本文还探讨了不同充注量对小型有机朗肯循环系统变工况运行特性的影响，获得了不同输出功要求下的系统最佳充注量范围。目前，作者正在对课题组自行搭建的5kW级有机朗肯循环系统实验台架进行测试，对此模拟方法进行一系列的实验验证和进一步的完善加工。