本文關(guān)鍵詞：ORC系統(tǒng)透平膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬

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【摘要】：本文針對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle,簡(jiǎn)稱ORC)系統(tǒng)透平膨脹機(jī),在對(duì)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析和向心透平的一維氣動(dòng)熱力計(jì)算后,探索了一種基于ANSYS Workbench平臺(tái)的向心透平葉輪設(shè)計(jì)與CFD分析一站式解決方案,通過(guò)建立VISTA RTD、Blade Gen、TurboGrid、CFX的程序連接,能夠方便地保留和傳遞各種參數(shù)和設(shè)置,加快開發(fā)速度。本文針對(duì)某企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目需要進(jìn)行了如下研究:通過(guò)調(diào)用REFPROP數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)十種常用有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析,針對(duì)蒸發(fā)溫度在370K左右的ORC系統(tǒng),充分考慮其經(jīng)濟(jì)性、熱力學(xué)性能、安全環(huán)保性等方面的要求,確認(rèn)有機(jī)工質(zhì)R245fa作為本次設(shè)計(jì)中的循環(huán)工質(zhì)是合理的。在向心透平一維設(shè)計(jì)階段,采用篩選法的基礎(chǔ)上,對(duì)速比和反動(dòng)度的選擇方法做出改進(jìn),該方法能夠由一個(gè)二元方程組來(lái)求解速比和反動(dòng)度,并在此基礎(chǔ)上編程進(jìn)行熱力計(jì)算,得到向心透平葉輪的效率及結(jié)構(gòu)參數(shù)。接著將向心透平初始設(shè)計(jì)參數(shù)輸入向心透平初步設(shè)計(jì)工具VISTA RTD,完成向心透平的氣動(dòng)與幾何設(shè)計(jì)。本文將一維熱力計(jì)算值與VISTA RTD計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比,各項(xiàng)數(shù)值偏差均在10%以內(nèi)。利用CFX軟件對(duì)本文所設(shè)計(jì)的向心透平進(jìn)行數(shù)值模擬,并詳細(xì)分析了含0.3mm葉頂間隙的向心透平葉頂泄漏損失以及不同葉頂間隙對(duì)葉輪性能的影響。通過(guò)CFD計(jì)算,本文向心透平葉輪的輪周效率基本達(dá)到了課題要求,但效率仍偏低,二次流損失較大,葉型有待進(jìn)一步優(yōu)化。綜合本文研究的各項(xiàng)因素,最終得到一個(gè)向心透平設(shè)計(jì)方案,其輪周效率為78.7%,達(dá)到了課題要求。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK115

【參考文獻(xiàn)】

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1 馮濤;周穎;鄒正平;李維;丁水汀;徐國(guó)強(qiáng);;向心渦輪內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬分析[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2006年03期

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本文編號(hào)：1275909