有机朗肯循环系统中工质泵等熵效率研究

摘要

近年来越来越多的学者对有机朗肯循环技术进行了诸多的理论和实验研究，但是对于工质泵的相关研究却较为匮乏，本文针对于此，对有机朗肯循环系统中工质泵的效率进行了研究。
　　本文首先针对以往工质泵效率定义不明的问题，明确了工质泵效率的计算方法和理论含义。再根据有机工质在有机朗肯循环中流经工质泵的状态，对其饱和液相线斜率进行了理论计算和分析。然后针对现有的实验条件，建立了应用R245fa和R123有机工质的小型工质泵性能实验台，针对容积型工质泵的效率展开实验研究。实验对工质泵出口压力、进出口压差和系统质量流量分别进行控制，获得了工质泵等熵效率随上述三个变量的变化曲线。实验结果表明，在蒸发温度在100℃以下，冷凝温度在20℃以下，输出净功在10kW以下的小型有机朗肯循环系统实验台中，随着工质泵出口压力的增大、系统质量流量的增大和工质泵进出口压差的增加，工质泵等熵效率随之升高，且受到系统质量流量的影响较大。通过R245fa和R123的实验，结果显示使用R245fa的有机朗肯循环系统中，工质泵的效率更高，而在有机工质的温熵图上，R245fa的饱和液相线斜率要小与R123。
　　实验证实了有机朗肯循环系统中工质泵的实际运行效率比以往模拟、理论计算研究中应用的工程经验值低。依据本研究实验结果，工质泵等熵效率宜取平均值30％；基于理论循环等熵过程的分析，泵功占膨胀机输出功的比例约为8%，而实际过程中，综合考虑泵的效率、电机效率、膨胀机机械效率，其比值可达到12%以上。经过对有机朗肯循环系统进行（火用）分析可知，工质泵的等熵效率较低时，工质泵具有较大的节能潜力。

目录

声明

字母注释表

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 有机朗肯循环的基本原理

1.3 有机朗肯循环技术研究发展现状

1.4 工质泵在有机朗肯循环中的影响

1.5 本文主要研究内容

第二章 工质泵效率研究

2.1 工质泵效率的定义

2.2 工质泵等熵效率计算方法

2.3 有机工质饱和液相线斜率

2.4 本章小结

第三章 有机朗肯循环实验系统介绍

3.1 实验流体和工质

3.2 实验系统原理介绍

3.3 工质泵介绍

3.4 其他部件介绍

3.5 数据测量和采集系统介绍

3.6 实验误差分析

3.7 实验步骤

3.8 本章小结

第四章 有机朗肯循环实验结果分析

4.1 工质泵效率实验结果及其分析（R245fa）

4.2 工质泵效率实验结果及其分析（R123）

4.3 实验工况对比

4.4 本章小结

第五章 结论与建议

5.1 主要结论

5.2 论文创新之处

5.3进一步研究的建议

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢