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초록·키워드
A new numerical model of a scroll expander is developed to analyze its performance characteristics for the application to the organic Rankine cycle. Geometrical models are refined as a subsection function of the orbiting angle and several area models are newly developed. The geometrical models match well with the actual values derived from the 3D computer-aided design model. In addition, mathematical models of mass leakage and heat transfer are integrated in a closed-loop iteration process. Two critical unknown parameters of overall leakage clearance and wall to gas temperature ratio are identified via the coupling of the simulation model and experimental data. Experiments were conducted on a 1 kW scale organic Rankine cycle test rig using R245fa as the working fluid. The identified parameters are expressed as functions of the operating conditions and the simulation model is validated within 5% error range. The simulation model allows the analysis of various aspects of the internal expansion process that could not be examined through previous models. Mechanisms regarding under and over-expansion and heat transfer are thoroughly investigated for profound understanding of the scroll expander transient behavior and energy level degradation.
본문·목차
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