การใช้ความร้อนเหลือทิ้งเพื่อขับเคลื่อนอนาคตที่ยั่งยืนต่อสิ่งแวดล้อม

อัปเดต: 24 พฤษภาคม 2021
การใช้ความร้อนเหลือทิ้งเพื่อขับเคลื่อนอนาคตที่ยั่งยืนต่อสิ่งแวดล้อม

ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ล่าสุดของเขาซึ่งปรากฏใน วิศวกรรมความร้อนประยุกต์ดร.มาร์ติน ไวท์ จากมหาวิทยาลัยลอนดอน สำรวจระบบวัฏจักร Rankine ออร์แกนิกที่แปลกใหม่ โดยอิงจากการขยายแบบสองเฟสผ่านการจำลองเชิงตัวเลขของระบบ

บทความของเขาเรื่อง "การปรับให้เหมาะสมของวงจรและกังหันสำหรับ ORC ที่ทำงานด้วยการขยายแบบสองเฟส" พิจารณาการใช้ของเหลวที่ทันสมัยซึ่งมีคุณสมบัติสามารถช่วยบรรเทาความกังวลเกี่ยวกับความเสียหายของกังหัน ในขณะที่ช่วยให้ตระหนักถึงประโยชน์ของการขยายตัวแบบสองเฟส

ความร้อนเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่เหล็กและเหล็กกล้าไปจนถึงอาหารและเครื่องดื่ม ถูกขับออกสู่สิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน ดังนั้น การนำพลังงานที่สูญเปล่ากลับมาใช้ใหม่นี้อาจมีบทบาทสำคัญในการลดรอยเท้าทางสิ่งแวดล้อมของภาคการผลิต และช่วยให้มั่นใจได้ว่าแนวทางการผลิตในอนาคตจะยั่งยืน

Dr. White อาจารย์ด้านพลังงานความร้อนใน School of Mathematics, Computer Science and Engineering กล่าวว่า:

หนึ่งในกลุ่มเทคโนโลยีการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่คือเทคโนโลยีที่สามารถเปลี่ยนความร้อนเหลือทิ้งนี้เป็นไฟฟ้าได้ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีในปัจจุบันซึ่งโดยปกติอิงตามวัฏจักรแรนคินอินทรีย์ (ORC) ซึ่งคล้ายกับวัฏจักรไอน้ำแต่ทำงานกับของเหลวที่แตกต่างกันมากกว่าน้ำ โดยปกติแล้วจะมีสมรรถนะทางอุณหพลศาสตร์ที่ค่อนข้างต่ำและเกี่ยวข้องกับต้นทุนที่สูง

ในระบบ ORC ทั่วไปกำลังผลิตโดยกังหันซึ่งออกแบบมาให้ทำงานได้อย่างสมบูรณ์กับของไหลที่อยู่ในสถานะก๊าซ สิ่งนี้ทำเพื่อหลีกเลี่ยงการปรากฏตัวของหยดของเหลวภายในกังหันที่อาจสร้างความเสียหายหรือกัดเซาะเครื่อง อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบก่อนหน้านี้ได้แนะนำว่าการรับของเหลวสองเฟส ซึ่งเป็นส่วนผสมของของเหลวและไอระเหย สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการส่งออกพลังงานจากระบบเหล่านี้

ดร. ไวท์เชื่อว่าหากออกแบบเทอร์ไบน์ที่เหมาะสมสำหรับการทำงานแบบสองเฟสได้ ประสิทธิภาพของระบบ ORC ก็จะเพิ่มขึ้นได้

การจำลองที่เขาดำเนินการระบุว่าสำหรับอุณหภูมิความร้อนทิ้งที่สูงถึง 250 องศาเซนติเกรด การแนะนำการขยายแบบสองเฟสสามารถสร้างพลังงานได้มากกว่าระบบเฟสเดียวทั่วไปถึง 28% นอกจากนี้ ผู้สมัคร การออกแบบ สำหรับกังหันถูกเสนอซึ่งต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมในการศึกษาในภายหลัง