有機朗肯循環對廢熱回收的工作流體的多標準評估研究

汽車行業由于經濟和立法的限制驅動，需要提高燃油效率并在一定程度上減少二氧化碳排放。為了達到這一目的，通過有機朗肯循環（ORC）來回收廢氣的余熱是一項可行的研究工作（結構見文中Fig.1）。但是，這項工作涉及到最佳工作流體的確定問題，該流體需要在應用和冷凝溫度方面靈活且適用于實際系統。為此，本文通過計算化學和熱力學過程模擬來大規模篩選工作流體并進行多標準評估。PubChem數據庫提供了約7200萬種化學物質，考慮到COSMO-RS的熱力學數據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。通過多標準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）優于其他候選物。

本文研究主要結論可總結如下：

·使用復合乙醛可以識別適合不同ORC配置和冷凝器的熱力學最佳工作流體。

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）和自燃溫度應該作為大規模篩選中的評估標準。

·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更差。

總之，一些理論上理想的工作流體不能滿足實際系統的高要求。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都需要進行更深入的研究。未來的研究打算在ORC試驗場中對六甲基二硅氧烷進行測試評估，以展示其在現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。