基于吉布斯自由能变的非共沸混合工质有机朗肯循环热力性能分析

吉布斯自由能变(ΔG)可以度量系统对外界所做的最大非膨胀功,为研究非共沸有机朗肯循环热力性能与确定最佳混合工质组分比提供判据.文中将ΔG引入有机朗肯循环一般性热力学模型,推导出功、热量与ΔG的关系式.采用R245fa/R227ea非共沸混合工质,利用Aspen Plus软件模拟计算每个热力过程的ΔG,度量非共沸混合工质的做功能力,确定最佳混合工质组分比,并可算出循环过程中吸热量、净输出功等值.模拟结果对比分析得出:利用推导的ΔG公式计算出的功、热效率等变化规律与参考文献一致,计算误差在允许范围内.吸热过程的ΔGe最大值可作为确定最大热效率的非共沸混合工质组分比的依据;膨胀过程的ΔGt最大值可作为筛选出最大输出功的非共沸混合工质组分比的依据.ΔGe在R245fa质量分数为0.589时最大,此时获得最大热效率为7.514％;ΔGt在R245fa质量分数为0.493时最大,此时获得最大净输出功为4.176 kW.