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ORC系统小型涡轮不同转速下的性能分析
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:化工学报
  • 时间:2014
  • 页码:4254-4261
  • 分类:TK14[动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学热科学和能源工程系,安徽合肥230026
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金项目(51178442);中央高校基本科研业务费专项资金.
  • 相关项目:新型复合聚光太阳能光电光热综合利用系统关键问题研究
作者: 夏立军|裴刚|
中文摘要:

目前针对有机朗肯循环(ORC)系统小型涡轮在变工况下运行性能的研究很少,对运行性能随涡轮转速的变化机制缺乏了解。而在可再生能源及余热利用过程中,ORC系统小型涡轮常处于变转速工况。把实验数据和设计数据相结合,针对采用R123为工质的小型径-轴流式高转速涡轮,采用CFX软件对涡轮叶轮三维流场进行了数值模拟。给出了热效率和叶轮等熵效率随转速的变化趋势,指出余速损失是低转速下热效率降低的主要原因。提出了修正后的涡轮能量公式,在低转速工况下对涡轮的做功性能分析时不能忽略涡轮进出口的动能变化,在计算涡轮出口的余速损失时,必须考虑工质流动速度的方向特性。

英文摘要:

Few studies have focused on the overall performance and internal flow field of small-scale turbine under off-design conditions in an organic Rankine cycle (ORC) system. The small-scale turbine of an ORC system is often used at variable rotation rates for renewable energy and waste heat utilization. The 3D flow field of a small-scale, radial-axial flow turbine impeller is simulated with CFX software and verified by experimental data and design data, which uses R123 as work fluid. The variations of thermal efficiency and isentropic efficiency of impeller with the rotating rate are provided. The leaving-velocity loss of the turbine is the main cause of lower thermal efficiency at a low rotation rate. A revised equation for calculating the power output of a small-scale turbine under the off-design condition, which considers the change in the kinetic energy between the inlet and outlet of the turbine, is also proposed. The flow direction of working fluid should be considered when calculating the leaving-velocity loss at the outlet of the turbine. The isentropic efficiency of the turbine is evidently low at less than 20000 r·min-1, whereas the kinetic energy difference between the inlet and outlet of the turbine impeller is close to 0 at 60000 r·min-1.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185