小功率有机工质向心透平叶轮气动优化设计及强度分析

发布时间：2021-03-30 13:19

　　当前我国能源与环境形势严峻,深入开展绿色可持续发展极其必要,对太阳能、地热能、潮汐能等新型能源加以利用或进行余热回收能有效缓解能源紧张并改善环境,有机工质朗肯循环作为这些低温、低品位能源利用的有效途径逐渐受到人们的关注。本文将针对低温有机朗肯循环系统,对10kW级小功率有机工质向心透平进行设计研究,主要内容如下:首先通过MATLAB将筛选法及遗传优化算法相结合,编写向心透平的一维设计程序,对向心透平进行气动设计优化,优化设计的透平效率可以达到80.96%。然后根据一维气动设计参数,对向心透平各部件进行建模及网格划分,并对整机通流部分进行模拟计算,根据模拟结果可知,透平整体性能良好,但在动叶入口处,会产生激波,造成前缘边界层分离,动叶损失提高,导叶栅与动叶轮的匹配仍存在一定优化空间,通过对比模拟参数及设计参数,指标参数的误差均在许可范围之内,参数吻合度较高。通过研究叶顶和叶根间隙对叶轮流场的影响,来判断闭式叶轮、半开式叶轮及开式叶轮性能差别,结果发现:间隙的存在会降低叶轮性能,且叶顶间隙比叶根间隙影响更大,对小功率向心透平采用闭式叶轮有一定的必要性。考虑到小功率向心透平出口处易发生流道堵... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

向心透平结构示意图

图 2-2 透平级内 h-s 图图 2-3 级内速度三角形分布设计设计原理过程中，首先假定向心透平内的工质为绝热、无的总力矩可以通过动量矩方程得到如式 2-1：1 1u 2 2uM G（ R C R C） 率的关系可得单位质量下向心透平的轮周功率为

图 2-3 级内速度三角形分布气动设计动设计原理的过程中，首先假定向心透平内的工质为绝热、无粘的生的总力矩可以通过动量矩方程得到如式 2-1：1 1u 2 2uM G（ R C R C） 功率的关系可得单位质量下向心透平的轮周功率为：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 可得到轮周功率的另一种表达形式：

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]200kW有机工质向心透平气动设计和强度分析[D]. 岳松.华中科技大学 2015
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本文编号：3109577