有機(jī)朗肯循環(huán)對廢熱回收的工作流體的多標(biāo)準(zhǔn)評估研究

汽車行業(yè)由于經(jīng)濟(jì)和立法的限制驅(qū)動，需要提高燃油效率并在一定程度上減少二氧化碳排放。為了達(dá)到這一目的，通過有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）來回收廢氣的余熱是一項可行的研究工作（結(jié)構(gòu)見文中Fig.1）。但是，這項工作涉及到最佳工作流體的確定問題，該流體需要在應(yīng)用和冷凝溫度方面靈活且適用于實際系統(tǒng)。為此，本文通過計算化學(xué)和熱力學(xué)過程模擬來大規(guī)模篩選工作流體并進(jìn)行多標(biāo)準(zhǔn)評估。PubChem數(shù)據(jù)庫提供了約7200萬種化學(xué)物質(zhì)，考慮到COSMO-RS的熱力學(xué)數(shù)據(jù)以及安全方面的問題，本文只評估了3000多個有潛力的候選物質(zhì)。通過多標(biāo)準(zhǔn)評估確定了五種最有潛力的工作流體，并證明這些流體（如合成制冷劑）優(yōu)于其他候選物。

本文研究主要結(jié)論可總結(jié)如下：

·使用復(fù)合乙醛可以識別適合不同ORC配置和冷凝器的熱力學(xué)最佳工作流體。

Fig.1.ORC configuration for car(only exhaust gas aftertreatment,EGA)and truck(EGA and exhaust gasrecirculation,EGR)

·全球變暖潛能值（GWP）、臭氧消耗潛值（ODP）和自燃溫度應(yīng)該作為大規(guī)模篩選中的評估標(biāo)準(zhǔn)。

·ORC配置和冷凝溫度對整體評估影響最大。

·合成制冷劑在實際邊界條件下的性能比其他候選者表現(xiàn)更差。

總之，一些理論上理想的工作流體不能滿足實際系統(tǒng)的高要求。因此，本研究試圖為最佳工作流體提供一些理論參考，這些流體在理論上和實驗裝置內(nèi)都需要進(jìn)行更深入的研究。未來的研究打算在ORC試驗場中對六甲基二硅氧烷進(jìn)行測試評估，以展示其在現(xiàn)實條件下的可行性并評估其在不同的渦輪配置中的可行性行為。