基于基团贡献法和热力学第二定律模型对有机朗肯循环(ORCs)工质的评估

• 作者: 刘韬 李旻 王琳 马卫武
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 有机朗肯循环 基团贡献法 工质 属性估算 计算机辅助设计
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 页码范围: 2234-2243
• 页数: 10页
• 字数: 1097字
• 语种: 英文

摘要

基团贡献(GC)法一般用于预测有机物的热力学属性参数,但对过程指标的预测能力有限,如热力循环过程的效率.本文发展了一种结合GC法和有机朗肯循环(ORC)热效率解析模型的方法,可以高效快速地估算有机朗肯循环的热效率,从而在某种程度上克服GC方法的局限性.利用GC法与ORC热效率解析模型,筛选了60多种用于中低温有机朗肯循环的有机工质.首先,运用GC方法预测了60多种有机工质的临界温度Tc,临界压力Pc,潜热r,液体的定压比热容c等热力学属性.其次,基于由热力学第二定律推得的ORC解析模型,可直接由GC法预测的热力学参数直接确定ORC的输出功wout和热效率η等性能指标.计算结果表明,与NIST数据相比,本文采用的GC模型具有足够的精度来估算热力学参数(Tc,Pc,r,c,wout,η的平均相对误差分别为4.45％,9.29％,5.85％,11.5％,10.8％,2.9％).其中热效率的平均相对误差最小(约为2.9％),且所有预测值的误差在0～24％的范围内.本研究表明GC方法与ORC解析模型结合,不仅提供了一种估算热效率的直接方法(无需状态方程),并且提供了一种快速准确的方法来评估有机工质的热力学性能.本文研究成果也为指导基于GC法的ORC有机工质计算机辅助设计提供借鉴.