Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Entropi Phân Tử, Hiệu Suất Nhiệt, và Thiết Kế Chất Lỏng Làm Việc cho Các Chu Kỳ Rankine Hữu Cơ
Tóm tắt
Sự thiếu hụt nguồn năng lượng hóa thạch thúc đẩy việc sử dụng năng lượng tái tạo. Trong số nhiều kỹ thuật mới, việc thu hồi năng lượng từ các nguồn nhiệt có độ thấp thông qua phát điện bằng các chu kỳ Rankine hữu cơ (ORC) là một trong những trọng tâm. Đặc tính của các chất lỏng làm việc là rất quan trọng đối với hiệu suất của ORC. Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để lựa chọn chất lỏng làm việc phù hợp hoặc thiết kế chất lỏng làm việc mới. Tuy nhiên, chưa có nhà nghiên cứu nào điều tra một cách hệ thống mối quan hệ giữa cấu trúc phân tử và hiệu suất nhiệt của các chất lỏng làm việc khác nhau cho một ORC lý tưởng. Bài báo này đã điều tra các mối liên hệ của cấu trúc phân tử, entropi phân tử, và hiệu suất nhiệt của các chất lỏng làm việc khác nhau cho một ORC lý tưởng. Bằng cách tính toán hiệu suất nhiệt và entropi phân tử, chúng tôi nhận thấy rằng entropi phân tử là thuộc tính nhiệt vật lý phù hợp nhất của một chất lỏng làm việc để xác định năng lượng có thể được chuyển đổi thành công việc và năng lượng không thể trong một hệ thống. Nói chung, các chất lỏng làm việc có entropi thấp thường có hiệu suất nhiệt cao đối với một ORC lý tưởng. Dựa trên sự hiểu biết này, các mối liên hệ trực tiếp của cấu trúc phân tử và entropi cung cấp một mối liên hệ rõ ràng giữa cấu trúc phân tử và hiệu suất nhiệt, từ đó cung cấp một hướng đi sâu sắc cho thiết kế phân tử của các chất lỏng làm việc mới cho ORC.
Từ khóa
#Chu kỳ Rankine hữu cơ #entropi phân tử #hiệu suất nhiệt #chất lỏng làm việc #thiết kế phân tửTài liệu tham khảo
Hung T.C.: Energy Convers. Manage. 42, 539 (2001)
Maizza V., Maizza A.: Appl. Therm. Eng. 21, 381 (2001)
Liu B.T., Chien K.H., Wang C.C.: Energy 29, 1207 (2004)
Saleh B., Koglbauer G., Wenland M., Fischer J.: Energy 32, 1210 (2007)
Madhawa Hettiarachchi H.D., Golubovic M., Worek W.M., Ikegami Y.: Energy 32, 1698 (2007)
Tchanche B.F., Papadakis G., Lambrinos G., Frangoudakis A.: Appl. Therm. Eng. 29, 2468 (2009)
Lakew A.A., Bolland O.: Appl. Therm. Eng. 30, 1262 (2010)
Hung T.C., Wang S.K.: Energy 35, 1403 (2010)
Chen H.J., Goswami D.Y., Stefanakos E.K.: Renew. Sust. Energ. Rev. 14, 3059 (2010)
Rayegan R., Tao Y.X.: Renew. Energy 36, 659 (2011)
Papadopoulos A.I., Stijepovic M., Linke P.: Appl. Therm. Eng. 30, 760 (2010)
Anisimov M.A., Wang J.T.: Phys. Rev. Lett. 97, 25703 (2006)
Wang J.T., Anisimov M.A.: Phys. Rev. E 75, 051107 (2007)
Dincer I., Cengel Y.A.: Entropy 3, 116 (2001)
Lide, D.R. (ed): CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90th edn. CRC Press, Boca Raton (FL, 2010)
Parsons R.A.: ASHRAE Handbook—Fundamentals. ASHRAE, Atlanta, GA (1997)
M. Frenkel, G.J. Kabo, K.N. Marsh, G.N. Roganov, R.C. Wilhoit, Thermodynamics of Organic Compounds in the Gas State, vols. I, II (TRC, College Station, TX, 1994)
Barin I.: Thermochemical Data of Pure Substances, 3rd edn. VCH Publishers Inc., New York (1995)
Lemmon E.W., Huber M.L., Mclinden M.O.: Fluid Thermodynamic and Transport Properties-REFPROP, Version 8.0. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD (2007)
M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, G.E. Scuseria, M.A. Robb, J.R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G.A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H.P. Hratchian, A.F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J.L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J.A. Montgomery Jr., J.E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J.J. Heyd, E. Brothers, K.N. Kudin, V.N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell. J.C. Burant, S.S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J.M. Millam, M. Klene, J.E. Hnox, J.B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R.E. Stratmann, O. Yazyev, A.J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J.W. Ochterski. R.L. Martin, K. Morokuma, V.G. Zakrzewski, G.A. Voth, P. Salvador, J.J. Dannenberg, S. Dapprish, A.D. Daniels, O.Farkas, J.B. Foresman, J.V. Ortiz, J. Cioslowski, D.J. Fox, Gaussian 09, Revision A.02 (Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009)
Foresman J.B., Frisch Æ.: Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, 2nd edn. Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA (1996)
McQuarrie D.A., Simon J.D.: Molecular Thermodynamics. University Science Books, Sausalito, CA (1999)
J.W. Ochterski, Thermochemistry in Gaussian, http://www.gaussian.com/g_whitepap/thermo/thermo.pdf. Accessed 21 Oct 2011
Li X.W., Shibata E., Nakamura T.: J. Chem. Eng. Data 48, 727 (2003)
Serdaroglu G., Durmaz S.: Indian J. Chem. 49, 861 (2010)
Knox J.H.: Molecular Thermodynamics: An Introduction to Statistical Mechanics for Chemists. Wiley, Edinburgh (1978)
Peter Guthrie J.: J. Phys. Chem. A 105, 8495 (2001)
House J.E.: Inorganic Chemistry. Academic Press, Burlington, MA (2008)
Z.Z. Liu, Entropy and Its Applications in Chemistry (Higher Education Press, Beijing, 1993) [In Chinese]