优化有机朗肯循环传热关联式：数值模型与应用比较

本文主要探讨了"有机朗肯循环传热关联式的数值模型及应用研究"，针对工程科学与技术领域中的一个重要课题进行深入剖析。有机朗肯循环（ORC）是一种利用特殊流体（如具有饱和蒸汽曲线且具有垂直或正斜率的有机液体）进行能量转换的技术，特别适用于地热能等可再生能源的高效利用。ORC系统通常通过壳管式热交换器进行热量传递，这种设备在实际应用中对于准确的传热性能预测至关重要。 现有的沸腾传热关联式在处理有机流体时，尽管在文献中有一定的应用，但它们往往缺乏针对这类特殊流体的专门开发和验证，导致在实际计算中可能会出现较大的误差，尤其是在不同有机流体间的比较中。为了克服这一局限，作者团队采用零维数值模型，通过工程方程求解器（EES）环境，对两种典型ORC系统进行了模拟分析：一个是由160°C和7.00巴的地质流体驱动，使用正戊烷的1.20MWe ORC；另一个则是由95.0°C和3.00bar地质流体驱动，使用R245fa的8.00kWel ORC。这些案例均来源于恒定热负荷的地热源，旨在通过数值模拟来优化循环效率并减少误差。 文章的创新之处在于它填补了文献中关于有机流体传热关联式的空白，提供了针对性的数值模型，这对于ORC的设计、优化和实际操作具有重要意义。此外，研究还强调了实验数据验证的重要性，以确保关联式的精度和可靠性。该研究成果发表于2018年的国际期刊《工程科学与技术》，并遵循了Creative Commons BY-NC-ND许可协议，允许在非商业、非改编且非衍生的情况下分享。 总结来说，本文通过数值模型对有机朗肯循环的关键参数进行了细致的研究，并揭示了传热关联式在实际应用中的潜在误差，为提高ORC系统的效能和适应不同有机流体提供了科学依据和技术支持。这对于推动绿色能源技术的发展以及应对气候变化挑战具有积极的促进作用。