船舶主机废气余热回收ORC混合工质选择及优化研究

《船舶主机废气余热回收ORC混合工质选择及优化研究》是一篇关于船舶动力系统节能技术的研究论文。该论文聚焦于船舶主机排放的高温废气中所蕴含的余热资源，探讨如何通过有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle, ORC）技术实现对这部分能量的有效回收和利用。随着全球对能源效率和环境保护要求的不断提高，船舶行业也在积极寻求降低能耗、减少碳排放的技术路径，而ORC技术因其在低温余热回收方面的优势，成为研究热点。

论文首先介绍了船舶主机废气余热回收的背景和意义。船舶作为重要的运输工具，在全球贸易中占据重要地位，但其运行过程中会产生大量废气，其中包含大量的余热。这些余热如果能够被有效回收并转化为电能或其他形式的能量，将有助于提升船舶整体能源利用率，同时减少燃料消耗和环境污染。因此，研究如何高效回收船舶废气余热具有重要的现实意义。

在技术路线方面，论文采用ORC系统作为核心手段，针对船舶主机废气的温度范围和特性，提出了一种适用于该场景的ORC系统设计。ORC系统通常使用低沸点的有机工质，如氟利昂、丙烷等，能够在较低温度下实现高效的热能转换。然而，单一工质可能无法满足复杂工况下的性能需求，因此论文进一步探讨了混合工质的应用可能性。

混合工质的选择是本研究的重点之一。论文分析了多种可能的混合工质组合，并基于热力学性能、环保性、经济性和安全性等多个维度进行了综合评估。通过对不同工质组合的模拟计算，论文确定了在特定工况下表现最优的混合工质方案。这一过程涉及复杂的热力学模型和优化算法，以确保最终选择的工质能够在实际应用中达到最佳效果。

在优化研究部分，论文提出了针对混合工质的参数优化方法。通过建立数学模型，结合遗传算法等优化技术，论文对ORC系统的运行参数进行了系统性的优化，包括工质比例、蒸发温度、冷凝温度等关键参数。优化结果表明，合理的工质配比和系统参数设置可以显著提高ORC系统的效率和输出功率，从而提升船舶废气余热回收的整体效益。

此外，论文还对优化后的ORC系统进行了实验验证和仿真分析。通过搭建实验平台，论文测试了不同工质组合在实际工况下的性能表现，并与理论计算结果进行对比，验证了优化方案的可行性。仿真结果进一步证明了所选混合工质在船舶废气余热回收中的优越性。

论文的研究成果为船舶行业的节能技术发展提供了理论支持和实践指导。通过合理选择和优化混合工质，不仅能够提高ORC系统的热效率，还能增强系统的适应性和稳定性，从而推动船舶动力系统的绿色化发展。同时，该研究也为其他工业领域的余热回收提供了可借鉴的经验和技术思路。

总体而言，《船舶主机废气余热回收ORC混合工质选择及优化研究》是一篇具有较高学术价值和工程应用前景的论文。它不仅深入探讨了ORC技术在船舶余热回收中的应用潜力，还通过科学的方法实现了混合工质的选择与系统优化，为相关领域的发展提供了新的思路和解决方案。