La máquina de expansión espiral es uno de los componentes clave del ciclo Rankine orgánico (ORC) y sus características de funcionamiento afectan directamente el rendimiento del ORC. En primer lugar, se estableció un modelo de simulación transitoria tridimensional de la máquina de expansión espiral y, mediante simulaciones numéricas, se analizó sistemáticamente el impacto de diferentes condiciones de funcionamiento en la presión de admisión, la presión de escape, la velocidad de rotación y la potencia de salida de la máquina de expansión espiral y su eficiencia isotrópica; en segundo lugar, se analizó el impacto de diferentes condiciones de funcionamiento en el rendimiento transitorio de la máquina de expansión espiral. Se realizó un análisis más completo de los mecanismos involucrados; finalmente, se verificó la precisión del modelo numérico en una plataforma experimental para la generación de electricidad a partir del calor residual a baja temperatura ORC sin aceite, los resultados experimentales se corresponden bien con los resultados de la simulación numérica, confirmando la fiabilidad y aplicabilidad de los métodos de simulación numérica. Los resultados de la investigación son de gran importancia para el diseño y optimización de la máquina de expansión espiral.

ciclo Rankine orgánico; máquina de expansión en espiral; simulación numérica; condiciones variables; verificación experimental