张红光，杨宇鑫，孟凡骁，赵蕊，田亚明，刘毅



有机朗肯循环系统中工质泵的运行性能

张红光1,2，杨宇鑫1,2，孟凡骁1,2，赵蕊1,2，田亚明1,2，刘毅3

（1北京工业大学环境与能源工程学院，北京100124；2北京电动车辆协同创新中心，北京100124；3大同北方天力增压技术有限公司，山西大同 037036）

为研究车用有机朗肯循环（organic Rankine cycle，ORC）余热回收系统中工质泵的性能及选型，在模拟车用ORC余热回收系统的工作环境下，设计并搭建了以R123作为工质的多级离心泵性能测试实验系统。通过控制多级离心泵转速（870～2900 r·min-1）、调节工质流量（0.20～5.00 m3·h-1），得到了多级离心泵特性曲线。通过分析变工况时多级离心泵关键参数间相互作用关系，及其对车用ORC余热回收系统性能的影响情况，验证了多级离心泵应用于车用ORC余热回收系统的可行性，并确定了其最佳工况点参数。研究结果表明：变工况时，多级离心泵总效率为15.00%～65.70%。车用ORC余热回收系统的蒸发压力、热效率均随着多级离心泵转速的增加而增加。在高转速区，工质流量对系统蒸发压力和多级离心泵输入功率（多级离心泵消耗的电功率）的影响明显增大。随着系统蒸发温度的升高，工质泵实际输入功率占膨胀机输出功率的比例（back work ratio，BWR）最高可达0.45。当多级离心泵转速为2900 r·min-1时，车用ORC余热回收系统热效率最高可达10.50%。

有机朗肯循环；热力学；泵；回收；变工况；运行性能

引 言

车用内燃机运行时，只有20%～30%（汽油机）或30%～45%（柴油机）的燃料燃烧总能量用于动力输出，其余能量被排气和冷却介质带走，造成能源浪费[1-3]。……