發(fā)布時(shí)間：2021-01-30 07:38

　　隨著人類的科學(xué)研究領(lǐng)域向深空和深海延伸,傳統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置由于其自身具有能量密度低、續(xù)航時(shí)間短的缺點(diǎn),無(wú)法滿足使用要求。氦氙混合工質(zhì)閉式布雷頓循環(huán)動(dòng)力能量密度高、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng),且氦氙混合工質(zhì)改善了氦氣較難壓縮的物理性質(zhì),保留了高穩(wěn)定性、無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn),因此應(yīng)用氦氙混合工質(zhì)的閉式布雷頓循環(huán)動(dòng)力在未來(lái)的發(fā)展中具有廣闊的前景。離心壓氣機(jī)作為氦氙混合工質(zhì)閉式布雷頓循環(huán)的核心部件,相關(guān)的設(shè)計(jì)與流動(dòng)機(jī)理研究較多,但大多是以常規(guī)空氣工質(zhì)離心壓氣機(jī)作為設(shè)計(jì)與研究對(duì)象的,而氦氙混合工質(zhì)離心壓氣機(jī)相關(guān)設(shè)計(jì)方法及理論方面的研究較少,內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理尚不清晰,尚有待進(jìn)一步研究。基于上述背景,本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先對(duì)氦氙離心壓氣機(jī)葉輪和擴(kuò)壓器進(jìn)行了氣動(dòng)設(shè)計(jì)研究,研究了葉輪相對(duì)速比及擴(kuò)壓器壁面擴(kuò)張角對(duì)壓氣機(jī)級(jí)性能及內(nèi)部流場(chǎng)特性的影響,分析了全通流情況下氦氙離心壓氣機(jī)的性能及內(nèi)部流場(chǎng)機(jī)理,揭示了氦氙混合工質(zhì)與空氣工質(zhì)離心壓氣機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)選取規(guī)律的差異性和氦氙混合工質(zhì)離心壓氣機(jī)的通流特性。其次針對(duì)離心壓氣機(jī)內(nèi)最關(guān)鍵的泄漏流動(dòng)問(wèn)題,對(duì)氦氙離心壓氣機(jī)葉頂徑向/軸向間隙獨(dú)立變化以及間隙形態(tài)分布對(duì)間隙泄漏流動(dòng)及性能產(chǎn)生的影響進(jìn)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

布雷頓-埃里克森循環(huán)示意圖

圖 1.1 布雷頓-埃里克森循環(huán)示意圖 圖 1.2 布雷頓-迪塞爾循環(huán)示意圖Sanjay 等[15]從能量和有效性觀點(diǎn)研究了布雷頓-迪塞爾循環(huán)的性能，其循環(huán)示意圖如圖 1.2 所示，該循環(huán)在任意的渦輪入口溫度下，循環(huán)性能隨壓比增加而增加，但當(dāng)壓比值非常高時(shí)，循環(huán)性能隨之降低，循環(huán)最大 損失環(huán)節(jié)依然為燃燒損失，其值約為 27%。Khaljani 等[16]對(duì)布雷頓循環(huán)-有機(jī)朗肯循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化目標(biāo)為系統(tǒng) 效率和總成本，優(yōu)化結(jié)果為循環(huán) 效率由 51.4%提升至 56.15%，系統(tǒng)總成本降低了 12.98%。在循環(huán)優(yōu)化方面 Haseli[17]提出了兩種可以應(yīng)用于布雷頓循環(huán)中的多目標(biāo)優(yōu)化方法，分別為系統(tǒng)輸出功率與效率無(wú)量綱優(yōu)化和系統(tǒng)輸出功率與生態(tài)函數(shù)無(wú)量綱優(yōu)化方法。隨后基于上述兩種優(yōu)化方法研究了布雷頓循環(huán)零熵產(chǎn)條件和在不同壓氣機(jī)和渦輪效率、再熱器效率、循環(huán)壓比以及循環(huán)溫度上下限與通過(guò)最大化第一和第二優(yōu)化方法所獲得的結(jié)果對(duì)比。結(jié)果表明，再熱布雷頓循環(huán)不能在完全可逆的條件下極限運(yùn)行，且再熱器效率大于 82%時(shí)，第二優(yōu)化方法的效率優(yōu)化可以看做是最大功率輸出和第一優(yōu)化方法之間的折中方案。Chen 等[20]對(duì)三種復(fù)雜循環(huán)形式重新組合進(jìn)行對(duì)比研究，分析主要設(shè)計(jì)參數(shù)

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文究結(jié)果及現(xiàn)狀表明：在整體動(dòng)力循環(huán)方面，國(guó)內(nèi)外的研究者們一試，他們提出了基于能量、輸出功率、或其他二元目標(biāo)函數(shù)的多在復(fù)雜循環(huán)以及聯(lián)合循環(huán)方面也提出了研究所得的見解與理論循環(huán)由于其自身具有的優(yōu)秀性質(zhì)，適用于國(guó)際目前的能源形勢(shì)種動(dòng)力要求的應(yīng)用場(chǎng)合，具有廣闊的應(yīng)用前景。氣機(jī)設(shè)計(jì)理論及相關(guān)的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬研究從二十世紀(jì)六心壓氣機(jī)設(shè)計(jì)方面，吳仲華教授于 1952 年最早提出三元流面理分解為兩個(gè)準(zhǔn)正交流面(即通常稱為 S1 和 S2 流面，如圖 1.3 所面上二維解相互迭代來(lái)逼近真實(shí)的三維解應(yīng)用于葉輪機(jī)械設(shè)者們普遍利用，并廣泛應(yīng)用于離心壓氣機(jī)設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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