小功率有機(jī)工質(zhì)向心透平葉輪氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及強(qiáng)度分析
發(fā)布時(shí)間:2021-03-30 13:19
當(dāng)前我國(guó)能源與環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻,深入開展綠色可持續(xù)發(fā)展極其必要,對(duì)太陽(yáng)能、地?zé)崮、潮汐能等新型能源加以利用或進(jìn)行余熱回收能有效緩解能源緊張并改善環(huán)境,有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)作為這些低溫、低品位能源利用的有效途徑逐漸受到人們的關(guān)注。本文將針對(duì)低溫有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng),對(duì)10kW級(jí)小功率有機(jī)工質(zhì)向心透平進(jìn)行設(shè)計(jì)研究,主要內(nèi)容如下:首先通過MATLAB將篩選法及遺傳優(yōu)化算法相結(jié)合,編寫向心透平的一維設(shè)計(jì)程序,對(duì)向心透平進(jìn)行氣動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化,優(yōu)化設(shè)計(jì)的透平效率可以達(dá)到80.96%。然后根據(jù)一維氣動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)向心透平各部件進(jìn)行建模及網(wǎng)格劃分,并對(duì)整機(jī)通流部分進(jìn)行模擬計(jì)算,根據(jù)模擬結(jié)果可知,透平整體性能良好,但在動(dòng)葉入口處,會(huì)產(chǎn)生激波,造成前緣邊界層分離,動(dòng)葉損失提高,導(dǎo)葉柵與動(dòng)葉輪的匹配仍存在一定優(yōu)化空間,通過對(duì)比模擬參數(shù)及設(shè)計(jì)參數(shù),指標(biāo)參數(shù)的誤差均在許可范圍之內(nèi),參數(shù)吻合度較高。通過研究葉頂和葉根間隙對(duì)葉輪流場(chǎng)的影響,來(lái)判斷閉式葉輪、半開式葉輪及開式葉輪性能差別,結(jié)果發(fā)現(xiàn):間隙的存在會(huì)降低葉輪性能,且葉頂間隙比葉根間隙影響更大,對(duì)小功率向心透平采用閉式葉輪有一定的必要性?紤]到小功率向心透平出口處易發(fā)生流道堵...
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
向心透平結(jié)構(gòu)示意圖
圖 2-2 透平級(jí)內(nèi) h-s 圖圖 2-3 級(jí)內(nèi)速度三角形分布設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理過程中,首先假定向心透平內(nèi)的工質(zhì)為絕熱、無(wú)的總力矩可以通過動(dòng)量矩方程得到如式 2-1:1 1u 2 2uM G( R C R C) 率的關(guān)系可得單位質(zhì)量下向心透平的輪周功率為
圖 2-3 級(jí)內(nèi)速度三角形分布?xì)鈩?dòng)設(shè)計(jì)動(dòng)設(shè)計(jì)原理的過程中,首先假定向心透平內(nèi)的工質(zhì)為絕熱、無(wú)粘的生的總力矩可以通過動(dòng)量矩方程得到如式 2-1:1 1u 2 2uM G( R C R C) 功率的關(guān)系可得單位質(zhì)量下向心透平的輪周功率為:1 1 2 2 u u uH M u c u c 律及速度三角形分布可知:2 2 21 1 1 1 12 uu c c u w 2 2 22 2 2 2 22 uu c c u w 式 2-2 可得到輪周功率的另一種表達(dá)形式:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]有機(jī)工質(zhì)向心透平靜葉葉型優(yōu)化研究[J]. 李曉,李澤田,張燕平. 熱力透平. 2017(04)
[2]ORC向心透平靜葉柵內(nèi)二次流結(jié)構(gòu)和損失分析[J]. 王智,尹立冰,劉藝苗,焦慶雅,屈海濤. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]ORC向心透平葉輪扭曲規(guī)律對(duì)其性能的影響[J]. 王智,尹立冰. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]基于分析的再熱/抽氣回?zé)?內(nèi)回?zé)嵊袡C(jī)朗肯循環(huán)的優(yōu)化[J]. 曹園樹,胡冰,梁立鵬,卜憲標(biāo),馬偉斌. 可再生能源. 2015(05)
[5]向心透平葉輪內(nèi)部的流動(dòng)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 劉博文,馬新靈,魏新利,孟祥睿,邱志明. 汽輪機(jī)技術(shù). 2015(01)
[6]太陽(yáng)能有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)特性[J]. 宋建忠,張小松,李舒宏,姚啟礦,顧維維. 化工學(xué)報(bào). 2014(12)
[7]有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)噴嘴的響應(yīng)面分析優(yōu)化[J]. 王星,劉小民. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[8]高膨脹比有機(jī)工質(zhì)向心透平氣動(dòng)優(yōu)化研究[J]. 李艷,顧春偉. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(07)
[9]內(nèi)回?zé)?無(wú)回?zé)嵊袡C(jī)朗肯循環(huán)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 徐榮吉,席奐,何雅玲. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(02)
[10]不同工質(zhì)對(duì)太陽(yáng)能有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能的影響[J]. 韓中合,葉依林,劉赟. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2012(03)
碩士論文
[1]200kW有機(jī)工質(zhì)向心透平氣動(dòng)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析[D]. 岳松.華中科技大學(xué) 2015
[2]新疆1990-2010年能源消費(fèi)的碳排放量測(cè)算與排放特征分析[D]. 茍少梅.新疆師范大學(xué) 2013
本文編號(hào):3109577
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
向心透平結(jié)構(gòu)示意圖
圖 2-2 透平級(jí)內(nèi) h-s 圖圖 2-3 級(jí)內(nèi)速度三角形分布設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理過程中,首先假定向心透平內(nèi)的工質(zhì)為絕熱、無(wú)的總力矩可以通過動(dòng)量矩方程得到如式 2-1:1 1u 2 2uM G( R C R C) 率的關(guān)系可得單位質(zhì)量下向心透平的輪周功率為
圖 2-3 級(jí)內(nèi)速度三角形分布?xì)鈩?dòng)設(shè)計(jì)動(dòng)設(shè)計(jì)原理的過程中,首先假定向心透平內(nèi)的工質(zhì)為絕熱、無(wú)粘的生的總力矩可以通過動(dòng)量矩方程得到如式 2-1:1 1u 2 2uM G( R C R C) 功率的關(guān)系可得單位質(zhì)量下向心透平的輪周功率為:1 1 2 2 u u uH M u c u c 律及速度三角形分布可知:2 2 21 1 1 1 12 uu c c u w 2 2 22 2 2 2 22 uu c c u w 式 2-2 可得到輪周功率的另一種表達(dá)形式:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]有機(jī)工質(zhì)向心透平靜葉葉型優(yōu)化研究[J]. 李曉,李澤田,張燕平. 熱力透平. 2017(04)
[2]ORC向心透平靜葉柵內(nèi)二次流結(jié)構(gòu)和損失分析[J]. 王智,尹立冰,劉藝苗,焦慶雅,屈海濤. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2017(10)
[3]ORC向心透平葉輪扭曲規(guī)律對(duì)其性能的影響[J]. 王智,尹立冰. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]基于分析的再熱/抽氣回?zé)?內(nèi)回?zé)嵊袡C(jī)朗肯循環(huán)的優(yōu)化[J]. 曹園樹,胡冰,梁立鵬,卜憲標(biāo),馬偉斌. 可再生能源. 2015(05)
[5]向心透平葉輪內(nèi)部的流動(dòng)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 劉博文,馬新靈,魏新利,孟祥睿,邱志明. 汽輪機(jī)技術(shù). 2015(01)
[6]太陽(yáng)能有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)特性[J]. 宋建忠,張小松,李舒宏,姚啟礦,顧維維. 化工學(xué)報(bào). 2014(12)
[7]有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)噴嘴的響應(yīng)面分析優(yōu)化[J]. 王星,劉小民. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[8]高膨脹比有機(jī)工質(zhì)向心透平氣動(dòng)優(yōu)化研究[J]. 李艷,顧春偉. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(07)
[9]內(nèi)回?zé)?無(wú)回?zé)嵊袡C(jī)朗肯循環(huán)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 徐榮吉,席奐,何雅玲. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(02)
[10]不同工質(zhì)對(duì)太陽(yáng)能有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能的影響[J]. 韓中合,葉依林,劉赟. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2012(03)
碩士論文
[1]200kW有機(jī)工質(zhì)向心透平氣動(dòng)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析[D]. 岳松.華中科技大學(xué) 2015
[2]新疆1990-2010年能源消費(fèi)的碳排放量測(cè)算與排放特征分析[D]. 茍少梅.新疆師范大學(xué) 2013
本文編號(hào):3109577
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