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超临界二氧化碳向心透平设计与热流固耦合研究
文献摘要：
为了适应兆瓦级超临界二氧化碳(SCO2)布雷顿循环系统的需求,本文在1 MW功率等级SCO2向心透平设计基础上,通过雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)的方法开展了透平流道内流动的三维数值模拟,分析了透平的变工况性能,研究了叶顶间隙的大小对流动效率的影响规律.基于热流固耦合方法,根据数值模拟结果与透平叶轮的实际运行条件,施加相应热载荷与气动载荷,并考虑到轮背泄漏流引起的轴向推力,开展了透平动叶轮的运行安全性分析.结果表明:设计工况下透平的等熵效率达到83.53％,输出功率达到1 188.57 kW,所设计的透平具有良好的变工况性能;采用TC4钛合金制造的透平叶轮的最大总形变为0.570 mm,其中最大轴向形变为0.303 mm,叶轮结构的内部应力远小于材料的屈服强度.本文的工作可为未来兆瓦级SCO2布雷顿循环系统的透平研制提供基础数据与理论支撑.
文献关键词：
超临界二氧化碳;向心透平;热流固耦合方法
中图分类号：
作者姓名：
赵攀;温玉聪;娄聚伟;杨培军;周林;张瑜;王江峰
作者机构：
西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安西热锅炉环保工程有限公司,710054,西安;国能长源汉川发电有限公司,432000,湖北孝感
文献出处：
引用格式：
[1]赵攀;温玉聪;娄聚伟;杨培军;周林;张瑜;王江峰-.超临界二氧化碳向心透平设计与热流固耦合研究)[J].西安交通大学学报,2022(11):83-94
A类：
B类：
超临界二氧化碳,向心透平,耦合研究,兆瓦级,SCO2,布雷顿循环,循环系统,MW,设计基础,雷诺平均,Navier,Stokes,RANS,平流,流道,内流,三维数值模拟,变工况性能,叶顶间隙,流动效率,热流固耦合方法,实际运行,运行条件,热载荷,气动载荷,泄漏流,轴向推力,透平动叶,动叶轮,运行安全性,安全性分析,设计工况,等熵效率,输出功率,功率达,kW,TC4,钛合金,叶轮结构,内部应力,屈服强度
AB值：
0.333195
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