| 应用于燃气轮机余热回收系统的超临界CO2径流式透平性能探究 |
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| 引用本文： | 杨岳鸣,秦侃,韩奎华,徐进良,齐建荟.应用于燃气轮机余热回收系统的超临界CO2径流式透平性能探究[J].推进技术,2022,43(10):187-199. |
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| 作者姓名： | 杨岳鸣 秦侃 韩奎华 徐进良 齐建荟 |
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| 作者单位： | 1.山东大学 能源与动力工程学院 高效节能及储能技术与装备山东省工程实验室，山东 济南 250061;2.山东大学 苏州研究院，江苏 苏州 215123;3.西北工业大学 航海学院，陕西 西安 710072;4.华北电力大学 低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京 102206 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（52106049；52130608）；山东省自然科学基金（ZR2020QE191）；江苏省自然科学基金（BK20210113）；山东大学青年学者未来计划人才项目（31380089964175）。 |
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| 摘 要： | 为研究应用于燃气轮机余热回收系统的超临界CO2（SCO2）径流式透平整机性能，基于RANS（雷诺时均）模型，对透平整机系统内部流场进行数值模拟，获得了SCO2径流式透平整机在起动、升速、自持及额定工况下的运行情况，并针对出口压力变化分析了透平非设计工况下的性能。模拟结果表明：透平起动工况下会发生运行失稳，产生“倒吸”现象且通道内出现大面积的低速区域，但随转速增加流动趋于稳定；叶顶间隙的泄漏流会对透平的性能产生不利影响，额定工况下0.5 mm的间隙使透平减少近47 kW的功率输出，等熵效率降低6%左右；轮背密封可以起到良好密封作用，密封引入气还提高了透平整机的功率和效率；在偏离设计点工况运行时，透平可以有效应对出口压力的变化；通过对比简化通道和全周通道的仿真数据，透平轴功率和等熵效率的误差均在0.5%以内，可知应用简化通道模型仿真能够保证计算精度。因此，在SCO2径流式透平的仿真与应用过程中，研究人员要注重透平低速起动工况下的运行，以及叶顶间隙对这种小尺寸高转速透平机性能的影响。
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| 关 键 词： | 燃气轮机 超临界CO2 径流式透平 叶顶间隙 轮背密封 气动性能 |
| 收稿时间： | 2021/10/1 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/11/25 0:00:00 |
Performance of Supercritical CO2 Radial Turbine for Gas Turbine Waste Heat Recovery System |
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| YANG Yue-ming,QIN Kan,HAN Kui-hu,XU Jin-liang,QI Jian-hui.Performance of Supercritical CO2 Radial Turbine for Gas Turbine Waste Heat Recovery System[J].Journal of Propulsion Technology,2022,43(10):187-199. |
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| Authors: | YANG Yue-ming QIN Kan HAN Kui-hu XU Jin-liang QI Jian-hui |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Gas turbine Supercritical CO2 Radial inflow turbine Tip clearance Impeller back seal Aerodynamic performance |
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