噴射器升壓式有機(jī)朗肯循環(huán)及其氣液兩相噴射器性能研究.pdf

1、有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)在低品位能源的利用中具有良好的表現(xiàn)，在嚴(yán)峻的能源形勢(shì)下有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用備受關(guān)注。氣液兩相噴射器是一種特殊的流體輸送裝置，它使氣態(tài)和液態(tài)兩股流體在其特殊的流動(dòng)通道內(nèi)進(jìn)行質(zhì)量、動(dòng)量、能量的交換，產(chǎn)生凝結(jié)激波，在噴射器出口獲得壓力均高于兩入口壓力的液態(tài)工質(zhì)。噴射器無運(yùn)動(dòng)部件、無噪音、無泄漏，應(yīng)用于有機(jī)朗肯循環(huán)中取代傳統(tǒng)的機(jī)械升壓泵，無需外力驅(qū)動(dòng)，可以提高循環(huán)系統(tǒng)的能源利用率。
　　本文以噴射器升壓式有機(jī)朗肯循

2、環(huán)為研究對(duì)象，即將氣液兩相噴射器應(yīng)用于有機(jī)朗肯循環(huán)中構(gòu)成噴射器-汽輪機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)、將噴射器和液輪機(jī)取代傳統(tǒng)有機(jī)朗肯循環(huán)中的工質(zhì)泵和汽輪機(jī)構(gòu)成噴射器-液輪機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)，克服工質(zhì)泵和汽輪機(jī)占地面積大、泄漏、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)。對(duì)兩種新的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)和傳統(tǒng)有機(jī)朗肯循環(huán)的(火用)效率與熱效率進(jìn)行了理論計(jì)算和分析，分析噴射器對(duì)系統(tǒng)性能的影響作用。結(jié)果表明，在相同的蒸發(fā)器出口條件下，噴射器與汽輪機(jī)結(jié)合的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)在三種系統(tǒng)中具有最高的(火

3、用)效率和熱效率，分別為58.11％、15.9％;噴射器與液輪機(jī)結(jié)合的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的(火用)效率不超過50％、熱效率在14％以下，雖然能源利用效率低，但是該系統(tǒng)可以應(yīng)用在一些移動(dòng)設(shè)備和空間有限的場(chǎng)合。噴射器與汽輪機(jī)結(jié)合的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的(火用)效率和熱效率較高，具有良好的應(yīng)用前景。研究?jī)?nèi)容為低品位能源的利用提出了一種新的發(fā)展思路。
　　在噴射器與汽輪機(jī)結(jié)合的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中，研究了該系統(tǒng)使用干工質(zhì)、濕工質(zhì)和等熵工質(zhì)時(shí)的系統(tǒng)

4、性能。結(jié)果表明，使用等熵工質(zhì)時(shí)，噴射器與汽輪機(jī)結(jié)合的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)熱效率最高，為18.0％，系統(tǒng)輸出凈功較大，為486.55kW;系統(tǒng)使用干工質(zhì)時(shí)由于汽輪機(jī)排汽溫度高，增加了工質(zhì)在冷凝器中的能量損失從而降低系統(tǒng)熱效率，而且影響部件使用壽命;使用濕工質(zhì)時(shí)，系統(tǒng)的輸出凈功最小、熱效率最低。
　　搭建了噴射器性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，使用有機(jī)工質(zhì)R141b對(duì)噴射器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考查了噴射器的升壓能力和引射系數(shù)能達(dá)到的范圍。實(shí)驗(yàn)中噴射器出口壓力低于蒸氣