Die Spiralexpansionsmaschine ist eine der Schlüsselkomponenten des organischen Rankine-Zyklus (ORC) und ihre Betriebsmerkmale beeinflussen direkt die Leistung des ORC. Erstens wurde ein dreidimensionales transientes Simulationsmodell für die Spiralexpansionsmaschine erstellt, und mithilfe von numerischen Simulationen wurde systematisch der Einfluss verschiedener Betriebsbedingungen auf den Ansaugdruck, den Auspuffdruck, die Drehzahl und die Leistungsausgabe der Spiralexpansionsmaschine sowie ihr Isentropeffizienz analysiert; zweitens wurde der Einfluss verschiedener Betriebsbedingungen auf das transiente Leistungsverhalten der Spiralexpansionsmaschine analysiert. Eine umfassendere Analyse der beteiligten Mechanismen wurde durchgeführt; schließlich wurde die Genauigkeit des numerischen Modells auf einer experimentellen Plattform zur Stromerzeugung aus niedertemperaturiger Restwärme ohne Öl ORC überprüft. Die experimentellen Ergebnisse stimmen gut mit den Ergebnissen der numerischen Simulation überein und bestätigen die Zuverlässigkeit und Anwendbarkeit der numerischen Modellierungsmethoden. Die Forschungsergebnisse sind von großer Bedeutung für die Gestaltung und Optimierung der Spiralexpansionsmaschine.

organischer Rankine-Zyklus; Spiralexpansionsmaschine; numerische Simulation; variable Bedingungen; experimentelle Überprüfung