基于平衡和非平衡权重算法的柴油机有机朗肯循环多目标优化

作     者：党玉荣 莫春兰 方颖聪 史科锐 张子杨 李作顺 DANG Yurong;MO Chunlan;FANG Yingcong;SHI Kerui;ZHANG Ziyang;LI Zuoshun

作者机构：广西大学机械工程学院广西南宁530004 

出 版 物：《车用发动机》 (Vehicle Engine)

年 卷 期：2023年第5期

页      面：72-79页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(51766001) 

主　　题：非共沸混合工质 有机朗肯循环 敏感性分析 多目标优化 

摘      要：对非共沸混合工质的柴油机ORC系统进了研究,提出了一种基于平衡和非平衡权重的热力学高维多目标优化(EMO)方法。研究表明,使用非共沸混合物,可提高换热器中工质和热源的匹配度,苯/甲苯(质量比:60%/40%)的输出功率(W_(net))比纯工质提高5.4%~19.2%。敏感性参数分析表明,随着蒸发温度的增大,W_(net)先增大后减小,热效率(η_(th))单调增加,总[火用]损(I_(zon))单调减少。由于W_(net),η_(th)和I_(zon)相互矛盾,不存在同时满足这三个指标的运行参数,为此开展高维EMO,利用RPD-NSGA-Ⅱ进行多目标优化并通过TOPSIS进行分析。当基于η_(th),W_(net)和I_(zon)的平衡权重进行选择,最佳η_(th),W_(net)和I_(zon)分别为24.07%,72.36 kW和44.66 kW,而柴油机废气能量回收率(ηg)为12.5%;当基于W_(net)和η_(th)的非平衡权重进行选择,最佳η_(th)和W_(net)分别为22.42%和81.44 kW,对应的I_(zon)为52.33 kW,ηg为14.07%。可见,基于不同权重的选取能够给出更多的工程选择。