一个新的多常数状态方程

一、引言 由于常规能源储量有限,无法长期满足人类日益增加的能量需求,因此开发新能源和节约常规能源已成为世界各国普遍重视的课题。在现阶段在低焓能源的转换和利用中,人们注意到了低沸点工质。然而开发并利用低温热能,在现阶段还存在着工质热物性数据缺乏等问题。为编制低沸点工质热力性质图和表,本文提出了一个精度高、实用范围广的状态方程。     

低品位热能有机朗肯循环发电技术进展

有机朗肯循环发电技术是基于有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle, ORC),利用低沸点有机工质,将低品位的余热资源转换为高品位的电能的先进技术,能够有效提高能源的利用率,减少能源损失。针对工业过程中大量中低温余热受到各种限制难以回收利用难题,全面综述了有机工质朗肯循环低温余热发电技术现状和进展,具体包括循环工质、关键设备、系统优化以及产业应用等。分析表明,该技术可广泛用于地热能、生物质能、太阳热能等领域的低品位热能开发与利用,其产业化推广将有效提高普遍存在的低温余热利用效率。     

低温地热有机朗肯循环混合工质设计初探

地热作为一种在地球上广泛分布的可再生能源,可利用的温度较低。有机朗肯循环ORC是一种有效的利用低温热能发电的途径。对于不同温度的热源,采用合适的工质,可以提高系统的发电效率,因此工质的选择是关键。本文针对170℃,150℃,130℃的热源,构建了适合的五种混合工质,并进行了热力循环、环保性和安全性的计算。结果表明,与纯工质相比,混合工质可以平衡环境、安全以及系统性能等多方面的要求,达到综合最优的效果。     

低温热能发电方案中选择工质和确定参数的热力学原则和计算式

本文针对提供低温热能的两种不同情况(一种是热流体的流量不变,另一种是供热量不变),指出了二者在发电方案中从热经济性的角度对工质的某些热物理性质提出了不同的甚至相反的要求,继而根据热力学基本原理结合低温热能发电的特性导出了上述两种情况下确定工质的最佳蒸发温度和最佳冷却水温升(最佳凝结温度)的四个计算式和相应的修正系数。通过对各种工质和各种方案的计算,证实了这些计算式不但是可靠的,而且很精确。这些计算式将为低温热能发电方案的热力计算提供方便,并大大节省计算工作量。     

太阳能与LNG冷能耦合发电系统研究

基于能的梯级利用和品位提升原理,本文提出一种耦合太阳能和LNG冷能应用的新型燃气-氨水联合循环发电系统。该系统将中低温太阳热能间接转化为高品质电能,以氨水作为朗肯循环工质,并最大化地利用LNG冷能。从系统性能和节能潜力出发,该系统热力学第一定律效率达65%~75%,系统(火用)效率达56%~64%,均远高于常规天然气基联合循环,而引入中低温太阳热能、高温燃气新途径利用、氨水工质朗肯循环以及LNG冷能应用是系统性能提高的关键过程。本文为化石能源和可再生能源的综合互补应用提供了新思路。     

双流体循环系统蒸发过程中“节点”特性及局部换热强化的研究

传热温差小,热交换装置庞大是低品位热能双流体朗肯循环动力回收系统实用化的主要技术障碍。其中,显热源与低沸点工质间的最小传热温差,称为“节点”温差(如图4所示),对于换热性能、循环效率、换热器造价以至动力回收成本等均具有很大影响。本文从理论与实验两方面分析研究了热水与低沸点工质蒸发过程中的“节点”特性,给出了确     

低沸点工质板式脉动热管传热特性研究

针对电子设备需要在较低的温度下工作的要求,本文对采用R141b与R600a等低沸点工质,槽道边长为1 mm的板式脉动热管进行传热实验研究。结果表明,对比丙酮工质脉动热管,在不同加热功率下,低沸点工质脉动热管启动时间短,启动温度低,正常运行时冷热端温差小,热端温度低,热阻小。低沸点工质能大幅提高微通道脉动热管传热性能,R600a为工质时,脉动热管启动时间最短仅需要12 s,正常运行时,R141b为工质脉动热管冷热端温度差最小为0.8℃。     

低沸点工质的热力性质对透平选型与设计的影响

一、前言 用低沸点工质转换太阳能、地热能、海洋能及中、低品位工业余热,已逐渐开展.从目前国内外发表的著作看,论述循环系统的较多,而涉及低沸点工质性质对透平选型和设计影响的报告却甚少.本文从低沸点工质的性质出发研究它对透平设计与选型的影响.     

润滑油溶解对混合工质组分浓度改变的实验研究

建立了气液溶解平衡实验装置,研究润滑油溶解对低温混合工质浓度的改变。采用商用矿物润滑油3GS对2组混合工质进行了实验研究,实验温度范围为36～100℃,压力范围为157.1～832.6kPa.实验结果表明:由于润滑油的溶解,混合工质浓度改变明显,第一组混合工质中组分最大相对浓度改变率为-40.32%,第二组混合工质中组分最大相对浓度改变率为24.54%.和初始浓度相比,浓度变化趋势为高沸点烷烃浓度减少,低沸点烷烃(或氮气)浓度升高.     

低焓能源双流体循环的热力学分析

低焓能源系指150℃以下的中低温载热流体.分析这类能源的力能效果应该以“可用能量利用系数”为指标,不宜用“热效率”,作者在文献[1]中已详加论述.本文是文献[1]的引伸,以运用低沸点介质的双流体循环热力系统(图1)作为低焓能源利用模型,对低温地下热水试验电站进行热力学分析.     

向心环形叶栅气动性能的计算与试验

一、前言 回收工业低温(t<150℃)余热发电或作其它动力,能收到良好的节能效果。一般采用低沸点工质,用向心透平作膨胀机较为合宜。向心透平设计中,大多沿用轴流透平的叶栅资料,经保角变换而得.向心环形叶栅资料很少,有待进一步开拓。本文用时间相关法编程对向心环形叶栅作流场计算,用附面层原理计算叶栅叶型损失,并作了二套叶栅的吹风试验,结果符合较好,提供了向心环形叶栅的一种计算方法。     

警惕伪科学

 1992年10月16日,在北京的民族文化宫举行了一个“科学发现低温新能源新闻发布会议”,邀请各方面人士及记者参加。会上,“中国低温新能源开发研究制造中心（筹）”的主任向全世界公布了一个“喜讯”:“中国人科学发现以低温深冷冷量为能源,人类可以拥有任有（原文如此）尽有、廉价无害的能源。中国人完成了大规模、高效率、廉价开发低温差热能与自然常温热能作功发电的产业发明。”他指出:“历史将永远记住今天这个不寻常的日子,历史将记住今天在座的每位先生、女士的名字,你们是历史的见证者,你们今天的新闻稿将是人类文明进化史上的重要文献。”     

微槽结构和工质对槽内流动沸腾的影响

本文报道实验测试甲醇等低沸点工质在微槽内流动沸腾特性的结果，并对所呈现的起始沸腾区有明显壁温回落等现象作出分析，从而在一定程度上揭示出微型槽道和工质本身特性对流动沸腾特性的影响。     

HFC/HC混合工质共沸点的推算

HFC/HC混合工质的气液性平衡实验研究结果表明,该类型混合工质大多存在共沸现象。根据形成共沸点的热力学条件,以PR状态方程结合vdW混合法则,利用建立的二元相互作用系数k_ij差值关联模型,对10种HFCs工质（HFC23、HFC32、HFC125、HFC143a、HFC134a、HFC152a、HFC227ea、HFC236fa、HFC236ea、HFC245fa）与3种HCs工质（HC290、HC600a、HC600）相互组合而成的30种HFC/HC混合工质进行了共沸点判断和共沸点性质推算,并与已有气液相平衡实验数据的体系进行对比。结果表明该方法可用于推算HFC/HC混合工质共沸点性质。     

地热有机朗肯循环系统混合工质优化

针对低温饱和有机朗肯循环发电系统,以R134a、R245fa和R423a为有机工质,采用EES软件模拟分析有机朗肯循环发电系统膨胀机入口温度对系统输出功及其他参数的影响,确定低温有机朗肯循环发电系统的最佳工质选择。结果表明:随着膨胀机入口温度的增加,有机朗肯循环发电系统或膨胀机输出功存在最大值,且采用非共沸混合物R423a时系统或膨胀机输出的功最大,比采用R245 fa为工质时系统输出功增加14.9%;发电系统有机工质质量流量随膨胀机入口温度的增加呈相反趋势变化,回灌温度则与膨胀机入口温度变化趋势基本一致。     

新型混合工质共沸点的判定与预测

随着新型混合工质的不断提出,建立准确判定和预测混合工质共沸点的方法具有重要价值.本文在分析共沸点形成条件的基础上,针对多种含氢氟烃混合体系,使用气液相平衡预测模型建立了共沸点计算方法,判断了多种混合体系是否共沸,对于共沸体系预测了其共沸点,并与相关文献值进行了比较,结果表明本文方法具有广泛的适用性和良好的预测精度.     

LNG接收站利用低品位热源低温发电

LNG接收站需要大量的热能来加热气化LNG,降低燃气消耗可以减少操作费用。LNG接收站也要消耗大量的电能(2.83×107m3/天的气化量需要20～30MW)。利用LNG冷能低温发电能够显著减少操作成本,降低污染排放。采用中间流体Rankine循环的LNG低温发电流程,既可以生产电能,又可以输出指定温度下的产品天然气。该方案可以利用任何形式的低品位热源来气化LNG。模拟结果显示,气化容量为3.68×107m3/天的LNG接收站的低温发电系统,发电量为18MW,能带来每年0.7～1亿元的收益。     

利用重力增压的新型有机工质热力发电循环

与水蒸气朗肯循环给水泵相比,有机朗肯循环工质泵存在技术难度大、效率低、易气蚀和单位功率成本高等问题。本文提出了一种利用重力增压的新型有机工质热力发电循环,冷凝器出口工质不经过泵而依靠重力增压,然后进入蒸发器气化。分别采用R113、R123和R245fa三种干工质分析了不同蒸发温度和冷凝温度下循环所需的重力增压高度。并基于泵的实验数据,比较了该热力循环与泵增压有机朗肯循环的性能。结果表明,相同工作温度下沸点和密度越高的工质所需的重力增压高度越小。在蒸发温度100℃和冷凝温度50℃时,若采用R113,新型循环所需的重力增压高度为22.2 m,热效率为8.1%,比泵增压循环效率高约0 8%。该重力增压循环显示了应用于热电联供领域的潜力。     

氨水吸收-再吸式热泵实验分析与研究

一、前言 常规能源的日益紧缺,是今日世界的普遍倾向。近年来国外在回收低位热能方面进展甚快,并已进入商品化。我国工业生产中,一般对排出温度在30—50℃的废水废热不再回收利用,而直接排放掉,这类低位热能面广量大。另一方面,很多场合需要的低温热能(如纺织、牛奶、啤酒、屠宰等工厂需要60—70℃的热水)通常是从锅炉蒸汽中直接取得,将高品位能量作为低品位能量使用,虽然在热量交换上是等量的,但其品质是不等价的,这从能源利用来讲,无疑是一种浪费.氨水吸收一再吸式热泵是利用热能驱动的热泵,它的合理利用在节约一次能源方面可望获得较好的效益。     

一种新型自复叠制冷循环特性研究

提出一种新型自复叠制冷循环,通过设置喷射器,利用高压高沸点液态制冷剂引射低压低沸点气态制冷剂,充分回收高沸点组分的节流损失,提高压缩机吸气口处低沸点组分的吸气压力并获取更低制冷温度。建立了组成系统部件热力学数学模型,分析了冷凝温度、混合工质配比和压缩比等参数对传统自复叠制冷循环和新型自复叠制冷循环的工作特性影响。研究表明,新型自复叠制冷循环制冷效率与传统自复叠制冷循环相当,但前者所获得制冷温度比后者所获得制冷温度可降低约10～20℃