本文關(guān)鍵詞：低壓蒸汽發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能分析

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【摘要】：目前,傳統(tǒng)成熟的余熱資源回收利用技術(shù)并不適用于低品質(zhì)余熱的回收,其動(dòng)力設(shè)備主要是以汽輪機(jī)和余熱鍋爐所組成的發(fā)電系統(tǒng),無(wú)法實(shí)現(xiàn)低品質(zhì)余熱資源回收的經(jīng)濟(jì)性和可行性。本課題為了突破這一技術(shù)困境,研發(fā)專業(yè)匹配低品質(zhì)余熱的動(dòng)力設(shè)備,即新型羅茨式動(dòng)力機(jī),為了論證新型設(shè)備的可行性,主要從低品質(zhì)余熱資源分析,動(dòng)力機(jī)機(jī)理研究、數(shù)值模擬及試驗(yàn)分析等方面進(jìn)行了研究分析。首先,為了評(píng)估低品質(zhì)余熱資源的回收潛力,利用熱力學(xué)第一定律的熱能分析法和熱力學(xué)第二定律的?值分析法推導(dǎo)計(jì)算了低品質(zhì)余熱資源的熱能值和?值。依據(jù)推導(dǎo)計(jì)算的結(jié)果,得到低溫?zé)煔夂惋@熱物體這兩種低品質(zhì)余熱資源均具有較大的回收潛力。其次,對(duì)羅茨動(dòng)力機(jī)發(fā)電裝置的關(guān)鍵部件-轉(zhuǎn)子進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì),從幾何角度推導(dǎo)得到了轉(zhuǎn)子的輪廓型線方程,并且利用三維軟件繪制轉(zhuǎn)子的三維模型。根據(jù)羅茨式動(dòng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理,結(jié)合流體力學(xué)和氣體壓力傳動(dòng)原理,對(duì)動(dòng)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩和流量進(jìn)行了理論推導(dǎo),按照所建立的關(guān)系對(duì)轉(zhuǎn)矩以及理論流量進(jìn)行了計(jì)算,得到了動(dòng)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速與流量的靜態(tài)特性。再次,根據(jù)流體的溫度,壓力以及特性參數(shù)來(lái)模擬低品質(zhì)余熱工質(zhì),利用數(shù)值模擬方法建立了羅茨式動(dòng)力機(jī)的三維計(jì)算模型,結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),對(duì)動(dòng)力機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了三維動(dòng)態(tài)模擬,得到了不同時(shí)刻和不同位置時(shí)動(dòng)力機(jī)的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布情況,反映了動(dòng)力機(jī)回收利用低品質(zhì)余熱資源的動(dòng)態(tài)模擬情形。最后,以羅茨式動(dòng)力機(jī)為核心,搭建了低壓蒸汽發(fā)電系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,測(cè)試了發(fā)電裝置的流量、壓力、功率等參數(shù),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了羅茨式蒸汽發(fā)電裝置回收利用低品質(zhì)余熱進(jìn)行發(fā)電的可行性以及理論靜態(tài)特性模型的正確性。
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM617

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