小型ORC轴流透平气动优化设计与性能分析

发布时间：2022-01-12 23:53

　　随着中国经济的高速发展,我国以化石能源为主的能源结构显露出越来越严重的弊端,能源转型成为了急需解决的问题之一。清洁能源以及工业余热等,由于其来源广泛、污染极小的特点,受到了越来越多的关注。然而这些能源往往温度较低,热流密度小,采用传统的蒸汽朗肯循环进行利用的效率较低,对于这一类低温热源,使用有机工质朗肯循环是提高转换效率的措施之一。本文以有机朗肯循环中的小型轴流透平为对象,开展了通流优化设计及性能分析。本文首先以传统汽轮机一维设计流程为基础,结合有机工质实际物性参数与AMDCKO损失模型,整理了有机工质轴流透平的一维设计流程,并在此基础之上,通过Matlab软件编写了一维设计程序。随后结合遗传算法,以效率为目标对透平进行了一维结构参数的设计优化,优化所得透平效率为85.96%。根据一维优化设计所得的设计参数,对透平静叶与动叶流道进行了建模及网格划分,并对单级透平进行了CFD模拟计算。通过模拟所得结果显示,透平内流道流动均匀,整体表现良好,但在动叶流道内有一定的压力分布不均。将模拟结果与一维设计结果进行对比,所选参数的相对误差均在可接受范围内,证明了设计结果的合理性。在原始叶型的基础上,... 

【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】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

有机朗肯循环原理图

中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论在于流量大、效率高、运行周期长。各类膨胀机各具境的系统中均具有相应的应用。冷凝器与外界相连，冷却至液态，由工质泵输往蒸发器中，完成整个循环与常规蒸气朗肯循环对比而言，主要的区别在于有机过程中不会产生湿蒸汽。

图 2-2 有机朗肯循环 T-s 图2.1.2 ORC 轴流透平特点下图 2-3 中所示的一对制造中的 ORC 轴流透平叶片[37]，为在 ORC 轴流透平的研究以及工业应用中，较常使用的一种结构。

【参考文献】：
期刊论文
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[9]基于响应曲面法的液力透平叶轮多目标优化设计[J]. 朱蕾,彭海菠,胡磊,武贵兵,孙菁.  液压气动与密封. 2014(03)
[10]不同工质对太阳能有机朗肯循环系统性能的影响[J]. 韩中合,叶依林,刘赟.  动力工程学报. 2012(03)

硕士论文
[1]基于遗传算法的有机朗肯循环多目标优化[D]. 周奇遇.湘潭大学 2018
[2]YG8硬质合金刀片CMP机理及工艺参数优化研究[D]. 吴锋.湘潭大学 2018
[3]有机朗肯循环系统优化与轴流式汽轮机性能研究[D]. 梁宝华.青岛科技大学 2015
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本文编号：3585685