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刊名：西安交通大学学报
发表时间：2014-01-01
摘要:
针对涡旋膨胀机普遍存在输出功率和气动转化效率相对较低的问题,提出了基于涡旋体型线修正和进口面积调整的2种涡旋膨胀机结构改造方法.以具有圆弧加直线型线结构的涡旋压缩机为例,采用圆渐开线加过渡直线的组合型线修正方法,结合进口面积调整原则完成了涡旋膨胀机改造.试验结果表明:改造后样机全效率最高可达53％,输出功率随供气压力升高而增大,其中550 kPa供气压力时输出功率可达780 W;相同工况下,进口面积增大30％,输出功率增幅可达100 W,全效率提高10％.该结果验证了涡旋膨胀机结构改造方法的有效性,为涡旋膨胀机结构设计和实用化奠定了理论和实践基础.
刊名：西安交通大学学报
发表时间：2009-11-01
摘要:
依据有机朗肯循环原理,采用R123作为循环工质、涡旋膨胀机作为能量回收机械,建立了小型低温余热发电试验系统,分析了相同热源入口温度和流量、不同工质流量的两种工况下膨胀机转速对系统性能的影响.结果表明:涡旋膨胀机的吸气压力和吸气温度随转速的增加而降低,排气压力和排气温度随转速的增加而增加;系统发电功率和系统热电效率随着转速的增加而降低;涡旋膨胀机的容积效率随着转速的增加而增加.两种工况下系统最大发电功率分别为0.66 kW和0.62kW,最大系统热电效率均为2.1%,容积效率变化范围分别为38.5%～56.5%和39.7%～60.0%.
刊名：化工学报
发表时间：2017-12-01
摘要:
建立了一套低温热源驱动的小型无泵有机朗肯循环系统,研究无泵有机朗肯循环回收利用余热发电的性能.该系统中热水温度为75～95℃,冷却水温度为25℃,选择制冷剂R245fa作为系统工质,选择涡旋膨胀机将热能转换为机械能,并通过发电机进行发电.实验结果表明当热水进口温度为95℃时,最大瞬时发电功率为232 W,并可以在250 s的时间内保持稳定在230 W左右,总的发电持续时间为380 s.随着热源水温度下降,功率输出减小,但发电持续时间增加.系统稳定发电平均效率最大为3.92％,此时热源水温度为95℃,最低为3.02％,此时热源水温度为85℃.
刊名：化工进展
发表时间：2017-05-01
摘要:
目前有机朗肯循环(ORC)的效率普遍较低,而膨胀机的性能将对循环效率产生直接的影响.为提高有机朗肯循环用涡旋膨胀机的性能,本文提出对涡旋膨胀机进行了改进,使动涡旋齿的齿头不会遮挡进气孔,进、出气口对称分布,并对涡旋齿端型线进行了修正.研究改进后涡旋膨胀机进口压力、流量、转速等参数对其性能的影响.实验结果表明:改进后膨胀机的最大外等熵效率为53%,且存在一个最佳压力值,使得膨胀机的外等熵效率最大.进口流量的增加会使膨胀机的转速提高,输出功率增大.膨胀机的外等熵效率变化曲线呈抛物线变化,不同的负载对应着不同的最佳流量值,使得膨胀机的外等熵效率最大.不同负载下的膨胀机有着不同的最佳转速,使得其输出功最大,且进气压力越大,其最佳转速也越大.研究结果表明:对涡旋膨胀机的改进是切实可行的,且对膨胀机的实验为以后进一步改进指明了方向.
刊名：流体机械
发表时间：2014-06-01
摘要:
研究变基圆渐开线涡旋膨胀机的型线方程及膨胀容积问题。本文首先根据涡旋机正常工作的原则，推导出了变基圆半径渐开线型线构成涡旋膨胀机所必须满足的条件，然后根据变基圆半径渐开线涡旋型线的构成条件求出了变基圆半径涡旋线的型线方程。依据型线方程给出了动涡盘和静涡盘内外壁面的坐标方程，根据坐标方程画出了变基圆半径渐开线构成的涡旋腔，并分析了变基圆半径渐开线型线构成涡旋膨胀机的几何特点。最后根据涡旋腔的容积变化规律和啮合点的特性，求出了各个腔室的展角范围，并以第二膨胀腔为例，利用法向等距线法推导出了变基圆半径渐开线涡旋膨胀机各个腔室的容积计算公式，为进一步研究变基圆半径渐开线涡旋膨胀机提供了一定的理论基础。
刊名：储能科学与技术
发表时间：2019-02-01
摘要:
本工作以适应用于微型压缩空气储能(micro-CAES)系统的涡旋膨胀机为研究对象,采用计算流体力学(CFD)的方法对涡旋膨胀机工作过程进行非定常数值模拟,得到膨胀机内部温度场、压力场和速度场的分布,研究了吸气温度对涡旋膨胀机性能的影响规律及工作腔流场分布特点,结果显示:膨胀机吸气温度的升高,能够增加单位质量流量的输出功;随着吸气温度的下降,动涡旋盘所受轴向气体力增大,径、切向气体力减小;膨胀机工作过程中工作腔内的温度分布并不是沿涡旋盘半径方向逐渐下降,两侧背压腔存在较大的机械能损耗,背压腔温度会高于上游排气腔.该研究结果为涡旋膨胀机排气结构的设计提供了理论依据.
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