摘要：采用有机朗肯循环的中低温工业余热发电系统是目前实现烟气余热回收利用的主流技术之一,非共沸混合工质的变温相变特性能够有效降低换热过程的不可逆损失,拓展工质筛选范畴,从而提高系统性能。该文通过建立基于热力学与经济学的有机朗肯循环发电系统数学模型,分析采用R245fa/R134a非共沸混合工质的烟气余热利用有机朗肯循环发电系统性能,明确非共沸混合工质在系统热力学与经济学上的性能优势,考察R245fa/R134a非共沸混合工质的适用范围。结果表明,当热媒水温度低于等于160℃,非共沸混合工质净发电量高于纯工质2.6%~13.2%,生命周期净收益提高2.0%~18.8%;当热媒水温度在100~140℃、140~160℃时,分别推荐组分比例为0.8/0.2、0.9/0.1的R245fa/R134a非共沸混合物作为系统工质。研究结果可为非共沸工质在低温发电系统设计应用提供理论支撑与工程参考。

摘要：以低温烟气余热的优化利用为目标,采用R245fa、R601a以及两者作为组分的9种不同质量配比的二元非共沸混合物共11种物质作为亚临界ORC工质,利用热力学以及热经济学分析循环性能,合理设计ORC系统并优化相关参数。研究表明,采用最大效率下的参数作为系统设计工况整个ORC系统热力性能较优。系统设计工况下,循环工质采用R245fa/R601a(0.6/0.4)相比其他纯工质与混合工质的热力学综合性能更优。热经济性分析中R245fa/R601a(0.9/0.1)热经济性最优,但R245fa/R601a(0.6/0.4)热经济性与R245fa/R601a(0.9/0.1)相差无几。考虑到R245fa/R601a(0.6/0.4)优良的热力学性能,故R245fa/R601a(0.6/0.4)依然是系统设计时综合考虑采用的循环工质。在混合工质中提高R245fa的质量比能降低APR与LEC,提高系统经济性。

摘要：为了探究混合工质喷射器内部流体的流动特性及传热传质机理,运用气体动力学函数法建立了混合工质喷射器动力学模型。基于所设计的非共沸混合工质(R32/R245fa)喷射器结构尺寸,建立二维稳态轴对称模型,开展了混合工质喷射器特性的数值模拟研究。分析了混合工质喷射器内部流体的速度场、压力场、温度场及浓度场变化规律。研究结果表明:混合工质喷射器内速度场、压力场、温度场及浓度场具有较好的动力学特性,其喷射因数比纯工质(R245fa)喷射器提高了78.95%,为混合工质喷射器优化设计提供了理论依据。

摘要：非共沸混合工质复叠制冷机是利用非共沸工质相变分离的原理进行制冷循环的一种新形式 ,具有高可靠性与长寿命的特点。该型循环制冷机只需要采用普通用压缩机 ,且冷冻润滑油由于在循环的前期分离阶段可以带回压缩机而无需改动 ,因此具有十分重要的意义和重大的经济价值。本文以PR方程在二元相平衡状态下进行非共沸混合工质物质参数计算 ,使用计算机模拟了该循环在理想状态下的循环过程。该项研究为实际设计制冷机在工质选择 ,循环参数设计及相关方面奠定了基础。

摘要：构建先进热力循环是提高能源转换效率的有效途径,基于非共沸混合工质的组分调节,有望通过协同提高多个热力过程的性能,实现高效热力循环的构建。循环构建方法是提出先进热力循环的基础,而组分调节技术是先进循环应用的保障,该文从以上两方面对相关研究进行综述。在循环构建方法中,热力循环三维构建方法提供通过组分调节实现各过程性能提升的思路,超结构构建方法与智能构建方法则可提供解决复杂循环设计与优化问题的途径。未来研究中可将多种构建方法结合,以获得更加有效可行的循环构建方法。在组分调节技术中,T形管与分液冷凝器更易于应用到实际循环中,但是依靠重力和惯性力的被动调节模式也限制了其组分调节范围,精馏塔与水合物可实现工质组分的主动调控,其组分调节能耗与循环能效提升需要在后续研究中进行综合权衡。

摘要：发动机的热效率并不理想,大部分燃料燃烧后的能量被浪费。为了提高发动机的燃油利用效率、降低能源消耗,利用有机朗肯循环系统回收发动机的余热能。通过实验,研究一台柴油机多工况下的排气特点,为此设计一套有机朗肯循环余热回收系统。结合实验结果和理论计算,分析4种非共沸混合工质对多工况下车用发动机有机朗肯循环余热回收系统性能的影响。研究过热度和蒸发压力对非共沸混合工质的有机朗肯循环系统的影响,探讨随着发动机工况的变化,有机朗肯循环系统净输出功率、热效率、(火用)效率及有用功提升率的变化情况。研究结果表明,过热度为10 K,蒸发压力为2.0 MPa时,ORC余热回收系统净输出功率最大可达24.65 kW,联合系统的输出功率提升10.63%。

摘要：尽管自复叠制冷循环越来越广泛的用于深冷及普冷领域,对于循环中工质泄漏特性的研究却较少。以非共沸混合工质两相区的等温泄漏为基础,分析了在自复叠循环装置中各部件的泄漏对工质组成的影响,其中发生在冷凝器出口处、气液分离器和蒸发器出口处的泄漏对工质组成影响较大。以采用非共沸混合工质R600 a/CO2的自复叠低温冷冻箱为例,研究了不同泄漏点不同泄漏率的泄漏特性。结果说明当工质泄漏时混合工质组成和循环性能发生变化,在蒸发器出口处的泄漏对循环性能影响最大;当泄漏引起循环工质组成发生较大变化时,压缩机变容量和变压力比调节能力明显降低,此时系统不能满足设计工况的要求,工作性能变差。

摘要：针对传统船舶一机多温冷藏系统在不同蒸发压力下提供不同蒸发温度所存在的问题,提出将改进的自复叠制冷循环用于船舶多温冷库.新型自复叠制冷循环使用非共沸混合工质,可以在相同的蒸发压力下提供不同的蒸发温度.根据船舶双温冷库的间室温度,选取R600a和R32组成的非共沸混合工质作为制冷剂,并对系统进行了流程设计、模拟计算,得到了设计工况下蒸发压力、冷凝压力、压缩机压缩比和性能系数随R600a质量分数变化的曲线,发现当R600a/R32的质量分数为0.7/0.3时系统的综合性能最优.为了更好地满足船舶储存食物的温度要求,设计了自复叠三温冷库的流程图,为进一步研究三温冷库提供了新方法.

摘要：通过试验对1台标定功率为280kW的车用内燃机全工况范围内排气能量的变化规律进行了分析,设计了一套有机朗肯循环余热回收系统,研究了车用内燃机不同工况下有机朗肯循环余热回收系统的工作性能。以典型干工质R245fa和典型湿工质R152a为组元,配制了3种不同类型的非共沸混合工质,研究了变浓度非共沸混合工质对车用内燃机有机朗肯循环余热回收系统性能的影响。研究结果表明,随着车用内燃机转速和扭矩的增加,有机朗肯循环余热回收系统的净输出功率、余热回收效率及所需的非共沸混合工质的质量流量均逐渐增加;R152a含量最高的非共沸混合工质性能最优。

摘要：通过试验和理论研究,得出了一台车用柴油机在全工况范围内可用排气能量的变化规律,据此设计了一套有机朗肯循环余热回收系统,分别采用纯工质R245fa和非共沸混合工质R416A作为系统的工作介质。针对车用柴油机有机朗肯循环联合系统,提出了有用功提升率评价指标。通过数值计算,研究了不同柴油机工况下,有机朗肯循环系统和联合系统工作性能的变化规律,得出了有机工质质量流量与柴油机可用排气能量的对应关系。研究结果表明:随着柴油机转速和转矩的增加,两种工质(纯工质R245fa和非共沸混合工质R416A)的有机朗肯循环系统的净输出功率均逐渐增加,最大值分别为30.39kW和28.03kW;两种工质的车用柴油机有机朗肯循环联合系统的有用功提升率最大分别为9.00%(纯工质R245fa)和9.70%(非共沸混合工质R416A);采用非共沸混合工质R416A的性能优于采用纯工质R245fa。