本文關(guān)鍵詞：ORC系統(tǒng)透平膨脹機的設(shè)計與數(shù)值模擬

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【摘要】：本文針對有機朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle,簡稱ORC)系統(tǒng)透平膨脹機,在對有機工質(zhì)進行對比分析和向心透平的一維氣動熱力計算后,探索了一種基于ANSYS Workbench平臺的向心透平葉輪設(shè)計與CFD分析一站式解決方案,通過建立VISTA RTD、Blade Gen、TurboGrid、CFX的程序連接,能夠方便地保留和傳遞各種參數(shù)和設(shè)置,加快開發(fā)速度。本文針對某企業(yè)實際項目需要進行了如下研究:通過調(diào)用REFPROP數(shù)據(jù)庫對十種常用有機工質(zhì)進行對比分析,針對蒸發(fā)溫度在370K左右的ORC系統(tǒng),充分考慮其經(jīng)濟性、熱力學(xué)性能、安全環(huán)保性等方面的要求,確認(rèn)有機工質(zhì)R245fa作為本次設(shè)計中的循環(huán)工質(zhì)是合理的。在向心透平一維設(shè)計階段,采用篩選法的基礎(chǔ)上,對速比和反動度的選擇方法做出改進,該方法能夠由一個二元方程組來求解速比和反動度,并在此基礎(chǔ)上編程進行熱力計算,得到向心透平葉輪的效率及結(jié)構(gòu)參數(shù)。接著將向心透平初始設(shè)計參數(shù)輸入向心透平初步設(shè)計工具VISTA RTD,完成向心透平的氣動與幾何設(shè)計。本文將一維熱力計算值與VISTA RTD計算值進行對比,各項數(shù)值偏差均在10%以內(nèi)。利用CFX軟件對本文所設(shè)計的向心透平進行數(shù)值模擬,并詳細(xì)分析了含0.3mm葉頂間隙的向心透平葉頂泄漏損失以及不同葉頂間隙對葉輪性能的影響。通過CFD計算,本文向心透平葉輪的輪周效率基本達到了課題要求,但效率仍偏低,二次流損失較大,葉型有待進一步優(yōu)化。綜合本文研究的各項因素,最終得到一個向心透平設(shè)計方案,其輪周效率為78.7%,達到了課題要求。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK115

【參考文獻】

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1 馮濤;周穎;鄒正平;李維;丁水汀;徐國強;;向心渦輪內(nèi)部流動數(shù)值模擬分析[J];航空動力學(xué)報;2006年03期

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本文編號：1275909