多种载荷下超临界二氧化碳向心透平变形及应力研究

发布时间：2021-09-01 11:41

　　基于超临界二氧化碳（SCO₂）工质的动力循环系统是目前先进动力系统的研究热点和发展方向,向心透平作为SCO₂动力循环中的核心部件,其运行的安全性至关重要。本文采用热流固耦合分析方法,对一SCO₂向心透平叶轮进行了强度特性分析,得到了多种载荷对于叶轮变形和应力分布的影响。结果表明:温度载荷对于变形大小占据主导地位,气动载荷及离心力载荷对变形影响较小,全部载荷工况下叶轮最大总位移为2.421 mm,位于叶轮轮盘外径处;离心力载荷对等效应力贡献最大,温度载荷导致叶轮叶片根部前缘圆角处的应力集中,气动载荷对叶轮等效应力贡献较小,全部载荷工况下叶轮最大等效应力为267.91 MPa,位于叶轮轮背向凸台段过渡圆弧处。 

【文章来源】：燃气轮机技术. 2020,33(04)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

透平叶轮有限元分析网格模型

叶轮固体的温度分布和叶轮表面的压力分布如图5和图6所示。可以看到,叶轮温度和表面压力沿着工质流动方向逐渐降低。该计算结果为下一步的强度特性分析提供了边界条件。图6 叶轮表面压力分布

叶轮表面压力分布

【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界二氧化碳高压涡轮气动设计及性能[J]. 韩万龙,丰镇平,王月明,李红智,周东,但光局,郭必敏.  哈尔滨工业大学学报. 2018(07)
[2]径流式叶轮周期性有限元强度振动数值研究[J]. 李铜桥.  汽轮机技术. 2016(02)

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



本文编号：3376915