發(fā)布時間：2020-04-24 15:50

【摘要】：單螺桿膨脹機作為一種新型膨脹動力機，具有較好的穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)對單螺桿膨脹機的技術(shù)研發(fā)尚在發(fā)展階段。本課題以單螺桿膨脹動力機用于中低溫地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)為背景對單螺桿膨脹機的動力特性進(jìn)行了實驗研究與分析。 本文基于單螺桿膨脹動力機對中溫地?zé)岚l(fā)電循環(huán)進(jìn)行了相應(yīng)理論計算研究；設(shè)計和搭建了單螺桿膨脹動力機性能實驗裝置系統(tǒng)；分別以壓縮空氣和水蒸汽為工質(zhì)對單螺桿膨脹動力機進(jìn)行了實驗研究。 主要研究內(nèi)容如下： 1.基于最新研制的10kW單螺桿膨脹動力機設(shè)計了中溫地?zé)岚l(fā)電單循環(huán)和雙循環(huán)模擬系統(tǒng)。分析了不同水蒸汽狀態(tài)在單螺桿膨脹動力機額定流量下的做功特性，并在相同吸熱量的條件下，對單循環(huán)和雙循環(huán)進(jìn)行了對比分析。進(jìn)口參數(shù)在飽和態(tài)和兩相態(tài)下有較好的做功特性，而在過熱態(tài)下對系統(tǒng)凈功率沒有貢獻(xiàn)。在相同吸熱量下，雙循環(huán)的系統(tǒng)熱效率和功率比單循環(huán)有所提升，但隨著水蒸汽參數(shù)的提高，兩者的差異在減小。 2.設(shè)計和搭建了單螺桿膨脹動力機壓縮空氣和水蒸汽實驗裝置系統(tǒng)，對部分設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計和制作，，對搭建過程出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析和解決，并對測試設(shè)備進(jìn)行了標(biāo)定。 3.以空氣為工質(zhì)，在已搭建的單螺桿膨脹動力機性能實驗裝置上，實驗研究了功率、效率、氣耗率以及溫降等膨脹動力機性能隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。研究表明，以空氣為介質(zhì)，單螺桿膨脹動力機的最高轉(zhuǎn)速達(dá)到3393r/min，扭矩最高達(dá)到22N·m，功率最高達(dá)到4.4kW，進(jìn)口流量最大為32.9m3/h，進(jìn)口和出口最大溫差達(dá)到45℃，氣耗率最低達(dá)55.2kg/kW·h，總效率最高達(dá)到58.8%。 4.為模擬研究單螺桿膨脹動力機中溫地?zé)岚l(fā)電的膨脹特性，以水蒸汽為工質(zhì)，在已建立的單螺桿膨脹動力機性能實驗裝置上，實驗研究了功率、效率以及汽耗率等膨脹動力機性能隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。研究表明，以水蒸汽為工質(zhì)，單螺桿膨脹動力機的功率最高達(dá)到3.9kW，汽耗率最低達(dá)22.5kg/kW·h。膨脹動力機總效率最高達(dá)到66%。 研究表明，單螺桿膨脹動力機具有較好的膨脹特性，將其應(yīng)用于地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域具有很好的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展前景。本文未對潤滑油對膨脹動力機的影響以及單螺桿膨脹動力機在兩相態(tài)下的實驗特性進(jìn)行深入研究。單螺桿膨脹動力機目前采用的機械密封不能滿足高壓和真空條件下的實驗要求，需要對其進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。以上未完成的工作，需要本課題組對其進(jìn)一步完善。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM616;TK52

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2639124