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毫米级微型燃气轮机系统设计原则与可实现性循环分析被引量：3: 2011年; 针对多学科领域中毫米级微型燃气轮机系统的设计原则、性能参数选取和整体可实现性条件进行了理论综述、对比研究和量化分析.结果表明:由于毫米级微型燃气轮机系统通常采用无回热器结构的布雷顿简单循环体系,压气机与透平主要受到低Re流动的影响和二维几何结构的限制,因此在设计时需利用不同叶片厚度来分布控制流动分离,并采用相同叶高且间隙分别是弦长和叶高的0.2%和1%;间隙泄漏、传热损失、转捩流动、出口损失和尺寸效应等因素对性能的影响不容忽视;微型燃烧室设计要求确保充分预混并采用小当量流量比稳定燃烧;装置材料应选用高强度系数的耐高温陶瓷、硅或合金,轴承采用高稳定性气体轴承.通过循环分析表明,微型燃气轮机要达成102W级的可实现性循环,透平进口温度应大于1 100 K,压比大于3,压气机和透平的效率分别达到70%和75%,流量控制在2 g/s以下,叶轮的直径转速乘积达到8 500 mm.r/min,燃烧室总压损失不超过5%.; 付雷丰镇平

毫米级微型透平的气动优化设计研究被引量：4: 2009年; 对叶轮直径为10 mm的微型透平进行了3种叶轮型线设计,并应用数值模拟进行了分析比较.主要考察3种方案气动性能的优劣,以此研究毫米级微型透平设计时适用的基本型线.在此基础上对设计方案3进行了气动优化设计,研究了提高毫米级微型透平总-静效率的可行方法.结果表明:在3种设计方案中,叶轮叶片中弧线向反旋转方向弯曲的方案3更适于高速运行,具有较高的效率与功率,是最优的设计方案;随着膨胀比增大,毫米级微型透平的余速损失增加,如追求高的总-静效率,需要选取较低的膨胀比;毫米级微型透平的尾管进出口面积比对透平总体性能有较大的影响,在热力设计时不应忽略,尾管进出口面积比在1左右时,透平总-静效率最高.; 付雷石邓清华丰镇平; 关键词：数值模拟

微型向心透平级速比与DN值的最优选择被引量：1: 2009年; 基于向心透平轮周效率的表达式,利用解析法分析了微型向心透平级速比和反动度的匹配关系,研究了关键参数变化对匹配结果的影响,对从级速比派生出的叶轮进口直径与转速的乘积值（DN值）这一参数进行了选取分析.结果表明：在向心透平设计时,级速比必须与反动度进行匹配选择,单纯选择级速比不能使向心透平具有较高的轮周效率;对于不同的微型向心透平叶轮结构,级速比选取范围不同,径向-轴流式为0.64-0.72,纯径向式为0.72-0.80,级速比为0.72可作为这两种叶轮结构形式选择时的分界点;叶轮DN值能直接反映出叶轮材料、结构形式、设计工况、叶轮尺寸以及轴承轴系等因素,这些因素直接关系向心透平能否实现微型化,因此叶轮DN值是一个高度集中的参数,在微型向心透平设计中可替代级速比.; 付雷邓清华丰镇平

厘米级微型燃机向心透平初步设计与数值分析: 本文对一台叶轮直径为10 mm的纯径向透平进行了初步设计与参数探讨,并对设计出的三种不同叶轮型线在级环境下的内部流场分别进行了全三维粘性数值模拟与分析。结果表明,采用内弧为曲线的叶轮,与气动型叶片导向器组成的微透平具有较...; 付雷邓清华丰镇平; 关键词：微型燃机内部流场; 文献传递

向心透平级叶轮内三维复杂流动的数值研究被引量：5: 2012年; 对向心透平叶轮内部复杂流动在级环境下进行了全三维黏性数值模拟,结合拓扑学原理分析了设计工况和非设计工况下其内流动分离及各种涡系发展的演变过程,初步建立了向心透平叶轮内的旋涡模型,阐述了流动损失的形成机理。研究表明:向心透平叶轮内部涡系与轴流式透平存在较大差别,且流动分离及涡系主要集中在吸力面侧;设计工况下向心透平叶轮内的主要旋涡包括马蹄涡、通道涡及泄漏涡,其主要表现为通道涡与泄漏涡相互影响和掺混,是主要损失的形成原因;非设计工况下,主流在叶轮叶片前缘处发生大范围的分离及回流,造成了较大的能量损失,但二次流损失所占比例较小。; 李怀志邓清华付雷任平丰镇平; 关键词：向心透平微型燃气轮机旋涡结构

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付雷