能源工程基于Python的有机朗肯循环(ORC)系统动态行为模拟与优化：天然气发动机余热回收设计参数影响分析（含详细代码及解释）

内容概要：该论文研究了用于天然气发动机余热回收的有机朗肯循环(ORC)系统的动态行为。作者建立了ORC的动态数学模型，分析了蒸发压力、冷凝压力、排气出口温度和工作流体等设计参数对ORC动态行为的影响。研究发现，不同工作流体会导致显著不同的动态响应速度，而其他参数对动态响应速度影响较小。因此，在设计ORC时应重点考虑工作流体以匹配发动机工况的动态特性。此外，不同蒸发压力、冷凝压力和排气温度设计的ORC系统可使用相同的PID控制器，但对于临界温度差异较大的不同工作流体则不适用。论文还提供了详细的ORC动态模型代码实现，包括ORCParameters类、orc_dynamic函数、PIDController类、simulate_orc函数以及排气条件函数等，用于模拟不同工况下的动态响应。 适合人群：具备一定热力学和控制理论基础的科研人员、研究生或工程师，尤其是从事发动机余热回收系统设计和优化工作的专业人士。 使用场景及目标：①研究不同工作流体对ORC系统动态响应的影响；②评估和优化PID控制器在ORC系统中的应用效果；③分析发动机工况变化（如排气温度和流量的阶跃变化）对ORC系统性能的影响；④探索不同设计参数（如蒸发压力、冷凝压力等）对ORC系统动态行为的影响。 其他说明：此资源不仅提供了理论分析，还包括了详细的Python代码实现，便于读者进行仿真实验和进一步的研究。代码涵盖了从简单的动态模型到更复杂的多工质支持、多种瞬态工况模拟以及控制系统设计等多个方面，为深入理解和优化ORC系统提供了全面的支持。