במחקר שפורסם לאחרונה, שהופיע ב הנדסת תרמית יישומית, סיטי, ד"ר מרטין ווייט מאוניברסיטת לונדון חוקר מערכת מחזור אורגנית של Rankine, המבוססת על הרחבה דו-פאזית באמצעות סימולציות מספריות של המערכת.
במאמרו, "אופטימיזציה של מחזור וטורבינות למערכת ORC הפועלת עם התרחבות דו-פאזית", נבחן השימוש בנוזלים מודרניים שתכונותיהם עשויות לסייע בהפגת החששות סביב נזקי הטורבינה, תוך אפשרות לממש את היתרונות של הרחבה דו-פאזית.
חום פסולת ממגוון תעשיות, החל מברזל ופלדה ועד אוכל ושתייה, נפלט כיום לסביבה. לפיכך, להחלמת האנרגיה המבוזבזת הזו יכול להיות תפקיד משמעותי בהפחתת טביעת הרגל הסביבתית של מגזר הייצור ולעזור להבטיח שיטות הייצור העתידיות ברות-קיימא.
ד"ר ווייט, מרצה לכוח תרמי בבית הספר למתמטיקה, מדעי המחשב והנדסה, אומר:
אחת הקבוצות המבטיחות ביותר של טכנולוגיות התאוששות חום פסולת היא אלה שמסוגלות להמיר את החום הפסולת הזה לחשמל. עם זאת, הטכנולוגיות הנוכחיות, המבוססות בדרך כלל על מחזור אורגני של Rankine (ORC) - הדומה למחזור קיטור אך פועל עם נוזל שונה ולא עם מים - בדרך כלל בעלות ביצועים תרמודינמיים ירודים יחסית, והן קשורות בעלויות גבוהות.
במערכת ORC קונבנציונאלית, הטורבינה מיוצרת כוח שנועד לפעול לחלוטין עם נוזל שנמצא במצב גזי. זה נעשה כדי למנוע נוכחות של טיפות נוזלים בתוך הטורבינה העלולות לפגוע במכונה או לשחיקה שלה. עם זאת, חקירות קודמות הציעו כי כניסת נוזל דו-פאזי, שהוא שילוב של נוזלים ואדים, עשויה לשפר את תפוקת הכוח ממערכות אלה.
ד"ר ווייט סבור כי אם ניתן לעצב תכנון טורבינה מתאים המיועד להפעלה דו-פאזית, ניתן לשפר את ביצועי מערכות ה- ORC.
הסימולציות שביצע מצביעות על כך שבטמפרטורות חום פסולת עד 250 מעלות צלזיוס, הכנסת הרחבה דו-פאזית עשויה לייצר כוח של עד 28% יותר ממערכות חד-פאזיות קונבנציונאליות. יתר על כן, מועמד עיצובים עבור הטורבינה מוצעים הדורשים בדיקה נוספת במחקרים מאוחרים יותר.