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Multi-objective optimization of a bottoming Organic Rankine Cycle (ORC) of gasoline engine using swash-plate expander

机译：使用斜盘膨胀机对汽油发动机的底部有机朗肯循环（ORC）进行多目标优化

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This paper presents a mathematical model of a bottoming Organic Rankine Cycle coupled to a 2 l turbocharged gasoline engine to optimize the cycle from a thermo-economic and sizing point of view. These criteria were optimized with different cycle values. Therefore, a methodology to optimize the ORC coupled to Waste Heat Recovery systems in vehicle applications is presented using a multi objective optimization algorithm. Multi-objective optimization results show that the optimum solution depend on the importance of each objective to the final solution. Considering thermo-economic criteria as the main objective, greater sizes will be required. Considering sizing criteria as the main objective, higher thermo-economic parameters will be obtained. Therefore, in order to select a single-solution from the Pareto frontier, a multiple attribute decision-making method (TOPSIS) was implemented in order to take into account the preferences of the Decision Maker. Considering the weight factors 0.5 for Specific Investment Cost (SIC), 0.3 for the area of the heat exchangers (A(tot)) and 0.2 for Volume Coefficient (VC) and the boundaries of this particular application, the result is optimized with values of 0.48 m(2) (A(tot)), 2515 (sic)/kW (SIC) and 2.62 MJ/m(3) (VC). Moreover, the profitability of the project by means of the Net Present Value and the Payback has been estimated. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：本文提出了一个从2升涡轮增压汽油发动机上耦合的底部有机朗肯循环的数学模型，以从热经济性和尺寸的角度优化循环。这些标准使用不同的循环值进行了优化。因此，提出了一种使用多目标优化算法优化与车辆应用中的废热回收系统耦合的ORC的方法。多目标优化结果表明，最佳解决方案取决于每个目标对最终解决方案的重要性。以热经济标准为主要目标，将需要更大的尺寸。以选型标准为主要目标，将获得更高的热经济参数。因此，为了从帕累托边界中选择一个解决方案，实施了多属性决策方法（TOPSIS），以考虑决策者的偏好。考虑到特定投资成本（SIC）的权重系数0.5，换热器面积（A（tot）的权重系数0.3，体积系数（VC）的权重系数0.2和此特定应用的范围），使用以下值优化结果： 0.48 m（2）（A（tot）），2515（sic）/ kW（SIC）和2.62 MJ / m（3）（VC）。此外，通过净现值和投资回报估算了项目的盈利能力。 （C）2016 Elsevier Ltd.保留所有权利。

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