Dans ses recherches les plus récentes publiées, paraissant dans Génie thermique appliqué, City, Université de Londres, le Dr Martin White explore un nouveau système organique de cycle de Rankine, basé sur une expansion en deux phases grâce à des simulations numériques du système.
Son article, «Optimisation du cycle et de la turbine pour un ORC fonctionnant avec une expansion biphasée», considère l'utilisation de fluides modernes dont les propriétés pourraient aider à atténuer les préoccupations liées aux dommages aux turbines, tout en permettant de tirer parti des avantages de l'expansion biphasée.
La chaleur résiduelle d'une gamme d'industries, allant du fer et de l'acier aux aliments et boissons, est actuellement éjectée dans l'environnement. Ainsi, la récupération de cette énergie gaspillée pourrait jouer un rôle important dans la réduction de l'empreinte environnementale du secteur manufacturier et contribuer à garantir la durabilité des futures pratiques de fabrication.
Le Dr White, chargé de cours en énergie thermique à l'École de mathématiques, d'informatique et d'ingénierie, déclare:
L'un des groupes de technologies de récupération de la chaleur résiduelle les plus prometteurs est celui qui est capable de convertir cette chaleur résiduelle en électricité. Cependant, les technologies actuelles, généralement basées sur le cycle organique de Rankine (ORC) - qui est similaire à un cycle de vapeur mais fonctionne avec un fluide différent plutôt que de l'eau - ont généralement des performances thermodynamiques relativement médiocres et sont associées à des coûts élevés.
Dans un système ORC conventionnel, la puissance est produite par la turbine qui est conçue pour fonctionner complètement avec un fluide à l'état gazeux. Ceci est fait pour éviter la présence de gouttelettes de liquide dans la turbine qui pourraient endommager ou éroder la machine. Cependant, des recherches antérieures ont suggéré que l'admission d'un fluide diphasique, qui est une combinaison de liquide et de vapeur, pourrait améliorer la puissance de sortie de ces systèmes.
Le Dr White croit que si une conception de turbine appropriée destinée à un fonctionnement en deux phases peut être conçue, les performances des systèmes ORC pourraient être améliorées.
Les simulations qu'il a effectuées indiquent que pour des températures de chaleur résiduelle allant jusqu'à 250 degrés centigrades, l'introduction de l'expansion biphasée pourrait générer jusqu'à 28% de puissance en plus que les systèmes monophasés conventionnels. De plus, le candidat Avec nos Bagues Halo pour la turbine sont proposés qui nécessitent une étude plus approfondie dans des études ultérieures.