检索结果-南通市图书馆

10kW向心透平内二次流形成机理与损失分析

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动力工程学报 2022年第8期42卷 722-730页

作者：李鹏李奇李国能韩旭韩中合华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003 华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

为有效改善和提升有机工质向心透平的效率和性能,对10 kW向心透平进行热力设计和模拟计算,分析了静叶栅和动叶轮内部各种涡系的形成机理和表现形式,给出了静叶栅不同截面静压利用系数的分布以及动叶内部截面的总压分布。结果表明:静叶... 详细信息

为有效改善和提升有机工质向心透平的效率和性能,对10 kW向心透平进行热力设计和模拟计算,分析了静叶栅和动叶轮内部各种涡系的形成机理和表现形式,给出了静叶栅不同截面静压利用系数的分布以及动叶内部截面的总压分布。结果表明:静叶栅内存在压力面到吸力面的横向流动,在前缘和尾缘分别存在马蹄涡和尾迹涡,但并未捕捉到通道涡,马蹄涡的压力面分支会在1/2弦长位置到达吸力面;动叶轮中的涡系主要由前缘压力涡、通道涡以及泄漏涡组成,在动叶前缘压力侧轮毂面形成的涡与端部发展起来的通道涡相互交汇,加剧了此处的流动损失;0.6倍动叶叶高截面的流动状况最佳,由于动叶顶部泄漏涡与通道涡的相互掺混,使叶顶附近截面的流线分布较为复杂。

关键词：向心透平静叶栅动叶轮二次流漩涡数值模拟

向心透平初始设计自动进化寻优方法与变工况性能预测模型

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工程热物理学报 2016年第1期37卷 67-71页

作者：邵帅邓清华丰镇平西安交通大学能源与动力工程学院叶轮机械研究所西安710049

发展了一套向心透平初始设计自动进化寻优方法及变工况性能预测模型。借助遗传算法,以向心透平的总-静效率为目标函数,在给定范围内选取载荷系数Ψ、流量系数φ以及转速n的最佳组合,配合变工况性能预测模型,快速得到性能曲线。以1996年J... 详细信息

发展了一套向心透平初始设计自动进化寻优方法及变工况性能预测模型。借助遗传算法,以向心透平的总-静效率为目标函数,在给定范围内选取载荷系数Ψ、流量系数φ以及转速n的最佳组合,配合变工况性能预测模型,快速得到性能曲线。以1996年Jones发表的T-100透平为例校核本文设计方法,结果表明设计结果略胜于T-100透平。变工况性能实验数据、CFD结果以及预测模型结果对比,CFD结果普遍偏高,预测模型结果在低于设计速比工况下更接近实验数据。

关键词：向心透平遗传算法一维热力设计损失模型

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向心透平级叶轮内三维复杂流动的数值研究

工程热物理学报 2012年第6期33卷 945-948页

作者：李怀志邓清华付雷任平丰镇平西安交通大学叶轮机械研究所陕西西安710049

对向心透平叶轮内部复杂流动在级环境下进行了全三维黏性数值模拟,结合拓扑学原理分析了设计工况和非设计工况下其内流动分离及各种涡系发展的演变过程,初步建立了向心透平叶轮内的旋涡模型,阐述了流动损失的形成机理。研究表明:向心透... 详细信息

对向心透平叶轮内部复杂流动在级环境下进行了全三维黏性数值模拟,结合拓扑学原理分析了设计工况和非设计工况下其内流动分离及各种涡系发展的演变过程,初步建立了向心透平叶轮内的旋涡模型,阐述了流动损失的形成机理。研究表明:向心透平叶轮内部涡系与轴流式透平存在较大差别,且流动分离及涡系主要集中在吸力面侧;设计工况下向心透平叶轮内的主要旋涡包括马蹄涡、通道涡及泄漏涡,其主要表现为通道涡与泄漏涡相互影响和掺混,是主要损失的形成原因;非设计工况下,主流在叶轮叶片前缘处发生大范围的分离及回流,造成了较大的能量损失,但二次流损失所占比例较小。

关键词：向心透平微型燃气轮机流动分离旋涡结构

有机工质向心透平变工况性能预测及系统性能分析

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太阳能学报 2019年第12期40卷 3409-3416页

作者：韩中合赵若丞范伟华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

在以工业烟气余热为热源的有机朗肯循环系统中,当工业生产过程发生调整时烟气参数会发生变化,导致系统热力参数有所改变,向心透平偏离设计工况运行,且在变工况时透平性能的变化直接影响系统热力性能。以150℃低温烟气为热源,采用R245fa... 详细信息

在以工业烟气余热为热源的有机朗肯循环系统中,当工业生产过程发生调整时烟气参数会发生变化,导致系统热力参数有所改变,向心透平偏离设计工况运行,且在变工况时透平性能的变化直接影响系统热力性能。以150℃低温烟气为热源,采用R245fa为工质,确定设计工况,对向心透平进行设计。采用CFD软件模拟透平在设计工况和热源参数变动导致的变工况条件下的运行状况,提出重构过程法求解透平热力性能参数,对透平变工况热力特性进行预测,分析变工况时透平性能与系统热力性能的关系。结果表明,变工况时透平相对内效率呈现先增大后减小的趋势,功率相对设计工况下降了35.258 kW。在透平各项损失中余速损失最大,当热源温度在130℃以下时摩擦损失系数的增大仅次于余速损失系数;热源温度降低则系统热效率下降,与透平相对内效率相比,理想循环热效率对系统热效率的影响更大。

关键词：有机工质朗肯循环向心透平变工况系统热力性能重构过程法

5 MW超临界CO2向心透平设计及变工况性能分析

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工程热物理学报 2019年第10期40卷 2259-2265页

作者：李翔宇冯永志冀文慧李宇峰哈尔滨电气股份有限公司中央研究院哈尔滨150028 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司哈尔滨150046

本文开发了一套基于遗传算法理念的向心透平热力优化设计程序和一套向心透平变工况性能预测程序,可快速生成向心透平最优的热力设计方案和性能曲线。基于某项目超临界CO2布雷顿循环的热力参数,设计了一台5 MW级S-CO2向心透平,并采用CFD... 详细信息

本文开发了一套基于遗传算法理念的向心透平热力优化设计程序和一套向心透平变工况性能预测程序,可快速生成向心透平最优的热力设计方案和性能曲线。基于某项目超临界CO2布雷顿循环的热力参数,设计了一台5 MW级S-CO2向心透平,并采用CFD方法对设计工况和变工况进行数值模拟。结果表明,设计工况下,所设计透平满足设计要求,流场通畅;当转速上下波动10V,膨胀比在1.5~2.7范围内时,性能良好。热力优化设计方案与CFD结果吻合,验证了热力设计程序的可靠性;但是变工况性能预测程序得到的特性线与CFD方法得到的特性线存在一定的偏差,原因是程序以常物性条件进行计算,导致压比等参数的计算精度不足,为该程序和方法指明了改进方向。

关键词：向心透平遗传算法气动设计变工况超临界二氧化碳

分流叶片长度及周向偏移量对ORC向心透平性能的影响

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动力工程学报 2024年第5期44卷 759-769页

作者：韩旭李奇杨依栋刘树华李鹏华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷... 详细信息

利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷和损失分布。结果表明:分流叶片能有效削弱通道中的涡流,改善流动状况,使通道内部的压力分布合理;同时在一定程度上分担了主叶片的载荷。与分流叶片长度系数相比,周向偏移量对熵产率的影响较为明显;随着长度系数和周向偏移量的增加,高熵产率范围和总压损失系数均呈现先减后增的趋势,等熵效率的变化则相反,当l=0.5、d=0.5时等熵效率最大,为91.26%,而功率与叶片长度大体呈正相关;将长度系数和周向偏移量分别控制在0.5~0.6时,能保持较为理想的流动状况及叶片载荷分布,高熵产率范围较小,有利于透平性能的提升。

关键词：向心透平分流叶片熵产法数值模拟

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超临界二氧化碳向心透平研究进展

热力发电 2022年第9期51卷 21-28页

作者：李红廖鹏飞何青华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

向心透平是超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环系统的核心设备,其性能的优劣对系统整体性能具有直接影响。首先从理论研究角度总结了国内外S-CO_(2)向心透平的损失模型、落后角模型、一维优化设计方法和气动性能的研究情况,然后从实验研... 详细信息

向心透平是超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环系统的核心设备,其性能的优劣对系统整体性能具有直接影响。首先从理论研究角度总结了国内外S-CO_(2)向心透平的损失模型、落后角模型、一维优化设计方法和气动性能的研究情况,然后从实验研究角度总结了美国、韩国、日本、中国等国家S-CO_(2)向心透平设备的相关研究进展。研究结果可为S-CO_(2)向心透平的设计研发提供参考。

关键词：超临界二氧化碳向心透平损失模型落后角模型实验研究

有机工质向心透平全工况性能分析及工况边界探索

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热力发电 2022年第4期51卷 38-46页

作者：田华张鹍王轩黄广岱天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

向心透平膨胀机具有效率高、结构简单等优点,是有机朗肯循环系统的核心部件,其性能直接影响系统热功转化效率。在内燃机余热回收系统中,透平工作状态会受内燃机复杂多变的工况影响,分析其全工况性能、探索其工况边界特点十分必要。利用... 详细信息

向心透平膨胀机具有效率高、结构简单等优点,是有机朗肯循环系统的核心部件,其性能直接影响系统热功转化效率。在内燃机余热回收系统中,透平工作状态会受内燃机复杂多变的工况影响,分析其全工况性能、探索其工况边界特点十分必要。利用计算流体力学软件进行数值模拟,开展向心透平全工况性能分析。结果表明:设计工况下输出功率和效率分别为13.435 kW、79.31%;对于非设计工况,温度变化对透平性能的影响幅度较小;入口压力通过改变透平质量流量来影响输出功率,二者呈线性关系;当入口压力为50%设计值时,透平效率受转速影响变化剧烈,很难再稳定工作;转速对透平工作状态影响较大,在±40%内变化时效率在60%以上,峰值接近80%;当转速变化超过±50%时,效率大幅下降甚至迫近零点,此时透平不宜再运行。该研究结果可为内燃机余热回收系统向心透平设计及实际运行提供参考。

关键词：余热回收向心透平气动设计全工况性能有机工质

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ORC向心透平的CFD计算与性能分析

郑州大学学报（工学版） 2022年第5期43卷 46-51页

作者：马新灵张景迪孟祥睿王聪潘佳浩邱宇恒郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001

为了预测设计的向心透平在设计工况和非设计工况下的性能,采用ANSYS CFX对向心透平进行了三维计算流体动力学(CFD)数值模拟,分析了透平进口温度、转速及压力比对其性能的影响,并通过实验数据对CFD模拟结果进行验证。结果表明:在设计工况... 详细信息

为了预测设计的向心透平在设计工况和非设计工况下的性能,采用ANSYS CFX对向心透平进行了三维计算流体动力学(CFD)数值模拟,分析了透平进口温度、转速及压力比对其性能的影响,并通过实验数据对CFD模拟结果进行验证。结果表明:在设计工况下,CFD计算结果与一维设计参数非常吻合,两者等熵效率与输出功率的相对误差分别为0.36%和4.85%;在设计转速下,当进口温度为368 K时透平等熵效率达到最大,为77.6%;透平输出功率随进口温度的升高而增大,在0.9~1.1的转速比下运行时,透平等熵效率变化较小且具有较高的输出功率;压力比对透平等熵效率的影响较大,同时,透平在设计转速和进口温度下运行时能较好地处理压力比的变化;以压力比、等熵效率和温降为评价指标,将实验测量数据与CFD计算结果进行对比,其最大相对误差均小于10%,由此验证了CFD数值模拟对透平性能预测的可靠性。

关键词：向心透平三维数值模拟等熵效率输出功率