In zijn meest recent gepubliceerde onderzoek verscheen in Toegepaste thermische techniek, City, Dr. Martin White van de Universiteit van Londen onderzoekt een nieuw organisch Rankine-cyclussysteem, gebaseerd op een tweefasige expansie door middel van numerieke simulaties van het systeem.
Zijn paper, "Cyclus- en turbineoptimalisatie voor een ORC die werkt met tweefasige expansie", beschouwt het gebruik van moderne vloeistoffen waarvan de eigenschappen zouden kunnen helpen om de bezorgdheid over turbine-schade te verminderen, terwijl de voordelen van tweefasige expansie kunnen worden gerealiseerd.
Afvalwarmte van een reeks industrieën, variërend van ijzer en staal tot eten en drinken, wordt momenteel in het milieu uitgestoten. Het terugwinnen van deze verspilde energie zou dus een belangrijke rol kunnen spelen bij het verkleinen van de ecologische voetafdruk van de productiesector en ertoe bijdragen dat toekomstige productiepraktijken duurzaam zijn.
Dr.White, docent thermische energie aan de School of Mathematics, Computer Science and Engineering, zegt:
Een van de meest veelbelovende groepen technologieën voor terugwinning van afvalwarmte zijn de technologieën die deze afvalwarmte kunnen omzetten in elektriciteit. De huidige technologieën, doorgaans gebaseerd op de organische Rankine-cyclus (ORC) - die vergelijkbaar is met een stoomcyclus maar met een andere vloeistof werkt in plaats van met water - presteren doorgaans echter relatief slecht op thermodynamisch gebied en gaan gepaard met hoge kosten.
In een conventioneel ORC-systeem wordt vermogen geproduceerd door de turbine die is ontworpen om volledig te werken met een vloeistof die zich in een gasvormige toestand bevindt. Dit wordt gedaan om de aanwezigheid van vloeistofdruppels in de turbine te voorkomen die de machine zouden kunnen beschadigen of eroderen. Eerdere onderzoeken hebben echter gesuggereerd dat de toelating van een tweefasige vloeistof, die een combinatie is van vloeistof en damp, het vermogen van deze systemen zou kunnen verhogen.
Dr. White is van mening dat als een geschikt turbine-ontwerp bedoeld voor gebruik in twee fasen kan worden ontworpen, de prestaties van ORC-systemen kunnen worden verbeterd.
De simulaties die hij heeft uitgevoerd, geven aan dat voor afvalwarmtetemperaturen tot 250 graden Celsius de introductie van tweefasige expansie tot 28% meer vermogen zou kunnen genereren dan conventionele enkelfasige systemen. Bovendien, kandidaat ontwerpen voor de turbine worden voorgesteld die nader onderzoek in latere studies vereisen.