有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)(Organic Rankine Cycle,ORC)是高效回收工業(yè)余熱、太陽能熱等可再生能源的有效途徑之一。作為有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件,渦旋膨脹機(jī)性能的好壞直接影響著有機(jī)朗肯循環(huán)整個(gè)系統(tǒng)的性能。本文從組合變截面渦旋膨脹機(jī)的數(shù)學(xué)模型入手,建立了幾何模型、泄漏模型和傳熱模型等,并通過數(shù)值模擬對(duì)變截面渦旋膨脹機(jī)的整機(jī)性能進(jìn)行了分析,通過已搭建的試驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證所建數(shù)學(xué)模型的正確性。本文的研究包含以下內(nèi)容:(1)首先從渦旋膨脹機(jī)的幾何理論展開論述,簡單介紹了構(gòu)成渦旋膨脹機(jī)渦旋型線的嚙合理論以及嚙合滿足的條件,并敘述了渦旋型線的構(gòu)成原則以及判定,依據(jù)渦旋型線嚙合原理以及嚙合條件推導(dǎo)出組合型線(圓漸開線-高次曲線-圓漸開線)的解析式,并根據(jù)組合型線表達(dá)式建立了其型線結(jié)構(gòu),然后依據(jù)渦旋膨脹機(jī)的運(yùn)行進(jìn)程對(duì)其腔體進(jìn)行劃分并求解了各個(gè)工作腔腔體的容積。最后介紹了兩種不同的齒頭修正方法,并對(duì)比研究了齒頭修正后變截面渦旋膨脹機(jī)的容積變化以及修正方法對(duì)齒頭強(qiáng)度的影響。得出如下結(jié)論:相同的幾何參數(shù)下,雙圓弧加直線修正所對(duì)應(yīng)的渦旋齒的面積大于雙圓弧修正的渦旋齒的面積;修正對(duì)膨脹機(jī)工作腔容積的...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 渦旋膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)
        1.2.1 膨脹機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
        1.2.2 膨脹機(jī)的工作原理
        1.2.3 膨脹機(jī)的特點(diǎn)
    1.3 渦旋壓縮機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 渦旋機(jī)械的發(fā)展
        1.3.2 渦旋膨脹機(jī)的研究與發(fā)展
    1.4 有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)簡介
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 變截面渦旋膨脹機(jī)型線幾何理論
    2.1 渦旋型線嚙合理論
    2.2 共軛型線嚙合理論
    2.3 渦旋機(jī)械的理論型線
        2.3.1 渦旋型線構(gòu)成原則
        2.3.2 渦旋型線構(gòu)成判定
    2.4 組合變截面渦旋齒型線的建立
        2.4.1 基本基線的選擇
        2.4.2 圓漸開線-高次曲線-圓漸開線組合型線的建立
    2.5 渦旋型線齒頭修正
        2.5.1 雙圓弧修正與雙圓弧加直線修正
        2.5.2 修正后增加的壁厚面積
        2.5.3 修正參數(shù)的變化
        2.5.4 修正對(duì)渦旋齒頭強(qiáng)度的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 變截面渦旋膨脹機(jī)的幾何模型
    3.1 變截面渦旋膨脹機(jī)各腔容積的求解
        3.1.1 各工作腔的劃分
        3.1.2 基線法求解容積原理
        3.1.3 組合變截面渦旋膨脹機(jī)工作腔腔體容積計(jì)算
    3.2 容積變化
    3.3 本章小結(jié)
第4章 渦旋膨脹機(jī)數(shù)學(xué)模型
    4.1 控制膨脹過程的關(guān)系式
        4.1.1 膨脹腔內(nèi)氣體溫度隨運(yùn)行進(jìn)程的變化關(guān)系
        4.1.2 工作腔內(nèi)工質(zhì)氣體質(zhì)量隨主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系
    4.2 渦旋膨脹機(jī)的泄漏
        4.2.1 泄漏模型
        4.2.2 切向泄露和徑向泄露
    4.3 傳熱模型
        4.3.1 進(jìn)排氣傳熱
        4.3.2 工作腔的傳熱
    4.4 本章小結(jié)
第5章 渦旋膨脹機(jī)數(shù)學(xué)模型求解與結(jié)果分析
    5.1 模擬求解的基本假設(shè)與基本控制方程組
        5.1.1 模擬求解基本假設(shè)所需條件
        5.1.2 基本控制方程組
    5.2 歐拉法
    5.3 求解流程圖
    5.4 理論求解結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.1 試驗(yàn)系統(tǒng)及測試原理
    6.2 測試過程
    6.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
        6.3.1 流量隨轉(zhuǎn)速與進(jìn)壓的變化
        6.3.2 功率隨進(jìn)壓的變化
        6.3.3 排氣壓力隨進(jìn)口壓力的變化
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
附錄 B 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3852477