Trong nghiên cứu được xuất bản gần đây nhất của anh ấy, xuất hiện trong Kỹ thuật nhiệt ứng dụngTiến sĩ Martin White của Đại học London khám phá một hệ thống chu trình Rankine hữu cơ mới, dựa trên sự mở rộng hai pha thông qua các mô phỏng số của hệ thống.
Bài báo của ông, “Tối ưu hóa chu trình và tuabin cho một ORC hoạt động với mở rộng hai pha,” xem xét việc sử dụng các chất lỏng hiện đại có các đặc tính có thể giúp giảm thiểu những lo ngại về hư hỏng tuabin, đồng thời cho phép thực hiện các lợi ích của việc mở rộng hai pha.
Nhiệt thải từ một loạt các ngành công nghiệp, từ sắt thép đến thực phẩm và đồ uống, hiện đang được thải ra môi trường. Do đó, việc thu hồi năng lượng bị lãng phí này có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động môi trường của lĩnh vực sản xuất và giúp đảm bảo các hoạt động sản xuất trong tương lai được bền vững.
Tiến sĩ White, một giảng viên về nhiệt điện tại Trường Toán, Khoa học Máy tính và Kỹ thuật, cho biết:
Một trong những nhóm công nghệ thu hồi nhiệt thải có triển vọng nhất là những công nghệ có thể chuyển nhiệt thải này thành điện năng. Tuy nhiên, các công nghệ hiện tại, thường dựa trên chu trình Rankine hữu cơ (ORC) - tương tự như chu trình hơi nước nhưng hoạt động với chất lỏng khác chứ không phải nước - thường có hiệu suất nhiệt động học tương đối kém và có liên quan đến chi phí cao.
Trong hệ thống ORC thông thường, năng lượng được tạo ra bởi tuabin được thiết kế để hoạt động hoàn toàn với chất lỏng ở trạng thái khí. Điều này được thực hiện để tránh sự hiện diện của các giọt chất lỏng bên trong tuabin có thể làm hỏng hoặc ăn mòn máy. Tuy nhiên, các cuộc điều tra trước đây đã gợi ý rằng việc tiếp nhận chất lỏng hai pha, là sự kết hợp của chất lỏng và hơi, có thể nâng cao sản lượng điện từ các hệ thống này.
Tiến sĩ White tin rằng nếu thiết kế tuabin phù hợp dành cho vận hành hai pha có thể được thiết kế, hiệu suất của hệ thống ORC có thể được nâng cao.
Các mô phỏng mà ông đã thực hiện chỉ ra rằng đối với nhiệt độ nhiệt thải lên đến 250 độ C, việc mở rộng hai pha có thể tạo ra nhiều hơn tới 28% điện năng so với các hệ thống một pha thông thường. Hơn nữa, ứng viên thiết kế đối với tuabin được đề xuất cần được điều tra thêm trong các nghiên cứu sau này.