Nella sua ricerca più recente pubblicata, che appare in Ingegneria termica applicata, City, il Dr. Martin White dell'Università di Londra esplora un nuovo sistema organico di cicli Rankine, basato su un'espansione in due fasi attraverso simulazioni numeriche del sistema.
Il suo articolo, "Ottimizzazione del ciclo e della turbina per un ORC che opera con espansione a due fasi", considera l'uso di fluidi moderni le cui proprietà potrebbero aiutare a mitigare le preoccupazioni relative ai danni alle turbine, consentendo al contempo di realizzare i vantaggi dell'espansione a due fasi.
Il calore di scarto da una serie di industrie, che vanno dal ferro e acciaio al cibo e bevande, viene attualmente espulso nell'ambiente. Pertanto, il recupero di questa energia sprecata potrebbe avere un ruolo significativo nel ridurre l'impronta ambientale del settore manifatturiero e contribuire a garantire che le pratiche di produzione future siano sostenibili.
Il dottor White, docente di energia termica presso la Scuola di Matematica, Informatica e Ingegneria, afferma:
Uno dei gruppi più promettenti di tecnologie di recupero del calore residuo è quello in grado di convertire questo calore di scarto in elettricità. Tuttavia, le attuali tecnologie, tipicamente basate sul ciclo Rankine organico (ORC) - che è simile a un ciclo a vapore ma funziona con un fluido diverso piuttosto che con l'acqua - in genere hanno prestazioni termodinamiche relativamente scarse e sono associate a costi elevati.
In un sistema ORC convenzionale, la potenza è prodotta dalla turbina che è progettata per funzionare completamente con un fluido allo stato gassoso. Questo viene fatto per evitare la presenza di goccioline di liquido all'interno della turbina che potrebbero danneggiare o erodere la macchina. Tuttavia, indagini precedenti hanno suggerito che l'ammissione di un fluido bifase, che è una combinazione di liquido e vapore, potrebbe aumentare la potenza in uscita da questi sistemi.
Il Dr. White ritiene che se si potesse progettare un progetto di turbina adatto inteso per il funzionamento in due fasi, le prestazioni dei sistemi ORC potrebbero essere migliorate.
Le simulazioni che ha effettuato indicano che per temperature del calore residuo fino a 250 gradi centigradi, l'introduzione dell'espansione bifase potrebbe generare fino al 28% di potenza in più rispetto ai sistemi monofase convenzionali. Inoltre, candidato disegni per la turbina sono proposte che richiedono ulteriori indagini in studi successivi.