基于渦旋式膨脹機(jī)的低溫余熱回收系統(tǒng)的研究.pdf

1、能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)能源的需求量也越來越高。煤炭、天然氣、石油等化石燃料是當(dāng)今世界能源產(chǎn)業(yè)的支柱，但在我國(guó)能源利用率尚且不高，環(huán)境形勢(shì)日益嚴(yán)峻。如果能夠?qū)μ枱崮?、地?zé)?、工業(yè)廢氣等余熱資源加以有效利用，既能夠提高能源的利益減緩能源危機(jī)，也可以改善人類生活環(huán)境。因此開展對(duì)余熱資源回收利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本課題首先論述了余熱資源回收利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景、研究意義，并闡

2、述了余熱回收技術(shù)和渦旋式膨脹機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，同時(shí)介紹了系統(tǒng)核心部件渦旋式膨脹機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其理論基礎(chǔ)。在這些理論研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)低溫余熱利用技術(shù)的特點(diǎn)，具體以低溫余熱中的工業(yè)廢氣為研究對(duì)象，以系統(tǒng)效率最大化為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了一種新型的基于渦旋式膨脹機(jī)的低溫余熱回收系統(tǒng)，確定了系統(tǒng)流量，以此參數(shù)為依據(jù)得到了回收系統(tǒng)的理論輸出功率及所需膨脹機(jī)的膨脹比，進(jìn)而完善了系統(tǒng)各部件的選型與設(shè)計(jì)，并運(yùn)用Solidworks軟件對(duì)余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)

3、的三維建模。通過分析本課題中低溫余熱回收系統(tǒng)的特點(diǎn)，建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)系統(tǒng)工質(zhì)的壓(火用)與熱(火用)進(jìn)行了詳細(xì)的熱力學(xué)計(jì)算，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的工作過程和輸出特性進(jìn)行了理論分析，并應(yīng)用MATLAB軟件對(duì)理論分析結(jié)果進(jìn)行了仿真分析，得到了整個(gè)回收系統(tǒng)的工作特性曲線，驗(yàn)證了理論分析結(jié)果的科學(xué)性。
　　最后通過搭建系統(tǒng)性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)渦旋式膨脹機(jī)及回收系統(tǒng)的性能分別進(jìn)行了測(cè)試實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)分析的合理性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了本課題設(shè)計(jì)的