基于立方型状态方程的正逆有机朗肯循环工质设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于立方型状态方程的有机朗肯循环工质设计方法，包括如下步骤：(1)预选合适的候选基团，使用基团贡献法预测分子性能；(2)建立化学结构可行性约束和安全物性可行性约束,生成候选分子；(3)建立正逆有机朗肯循环模型，根据SRK立方型状态方程预测正逆有机朗肯循环性能；(4)以正逆有机朗肯循环系统整体效率为目标函数，建立基于计算机辅助分子设计CAMD和正逆有机朗肯循环同步优化的MINLP模型；(5)对建立的MINLP模型进行求解，排序，选出排名靠前的分子；本发明专利技术结合现代先进计算机辅助分子设计CAMD方法，使用基团贡献法预测工质物性并基于立方型状态方程预测循环性能，将工质物性作为未知元素引入，能够系统地将工质的选择或设计与ORC系统优化设计相结合。合。合。

【技术实现步骤摘要】
基于立方型状态方程的正逆有机朗肯循环工质设计方法


[0001]本专利技术属于有机朗肯循环动力系统
，具体涉及一种基于立方型状态方程的正逆有机朗肯循环工质设计方法。

技术介绍

[0002]传统水蒸汽朗肯循环余热回收效率低下，但是用新型低沸点有机物来作为朗肯循环的工质，则会有效减少余热浪费。而工质对有机朗肯循环(ORC)的性能有很大影响，传统的工质筛选方法大多根据热力学性能、经济性、安全性、环境友好性等，根据设计者的经验，从数据库中的物质中根据经验选择满足要求的工质，最后，通过仿真或实验来评测候选工质的性能。但这种方法局限性大，容易错过那些未被发现的潜在工质。
[0003]专利CN110909459A中构建了一种有机朗肯循环的智能构建与工质协同优化方法，以有机朗肯循环净输出功为目标函数，完成有机工质筛选与循环结构智能构建。
[0004]专利CN113255211A中结合现代先进算法，提出一种基于BP神经网络与多目标优化的有机朗肯循环工质筛选方法，可以提高工质筛选的范围。
[0005]上述两种方法均在已有数据库中进行工质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于立方型状态方程的有机朗肯循环工质设计方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)预选合适的候选基团，使用基团贡献法预测分子性能；(2)建立化学结构可行性约束和安全物性可行性约束,生成候选分子；(3)建立正逆有机朗肯循环模型，根据SRK立方型状态方程预测正逆有机朗肯循环性能；(4)以正逆有机朗肯循环系统整体效率为目标函数，建立基于计算机辅助分子设计CAMD和正逆有机朗肯循环同步优化的MINLP模型；(5)对建立的MINLP模型进行求解，排序，选出排名靠前的分子；所述步骤(1)中选用多种有机官能团作为组成新分子的候选基团,并根据基团贡献法计算组成分子的物性参数，包括沸腾温度(T
b
)、临界温度(T
c
)、临界压力(P
c
)、蒸发潜热(Heva)、气体热容蒸汽压(P
eva
)；所述步骤(2)中建立化学结构可行性约束,包括化学成键约束、八隅体约束、基团数量约束；安全约束包括毒性约束、可燃性约束；所述步骤(3)中建立正逆有机朗肯循环各个过程的数学模型，根据建立的立方型状态方程为SRK方程，通过预测各状态点的焓、熵来预测正逆有机朗肯循环性能。2.根据权利要求1所述的基于立方型状态方程的有机朗肯循环工质设计方法，其特征在于：所述步骤(1)使用的基团贡献法预测沸腾温度(T
b
)的计算公式为：式中，T
b
为沸腾温度值，T
b0,i
为第i个基团的沸腾温度贡献值，n
i
为第i个基团的出现次数，N为分子中的基团数目；使用的基团贡献法预测临界温度(Tc)的计算公式为：式中，T
c
为临界温度值，T
b
为沸腾温度值，T
c0,i
为第i个基团的临界温度贡献值，n
i
为第i个基团的出现次数，N为分子中的基团数目；使用的基团贡献法预测临界压力(P
c
)的计算公式为：式中，P
c
为临界压力值，P
c0,i
为第i个基团的临界压力的贡献值，n
i
为第i个基团的出现次数，N为分子中的基团数目,n
a
为第i个基团中原子数量；使用的基团贡献法预测蒸发潜热(Heva)的计算公式为：式中，H
eva
为蒸发潜热值，H
eva0,i
为第i个基团的蒸发潜热贡献值，n
i
为第i个基团的出现次数，N为分子中的基团数目；使用的基团贡献法预测理想气体热容的计算公式为：
式中，为温度为T时的气体热容值，为第i个基团的理想气体四个不同的热容贡献值，n
i
为第i个基团的出现次数，N为分子中的基团数目；使用的基团贡献法预测蒸汽压(P
eva
)的计算公式为A＝
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，杨伊琳，韩中合，韩旭，吴迪，赵文升，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：