成果完成单位:华北电力大学
◎ 成果描述
离心压气机广泛应用于能源动力领域。喘报是离心压气机固有的一种非稳定流动现象,限制了离心压气机最小稳定工作流量。一旦压气机发生喘振,能源动力系统将发生强烈据动,有时诱发严重安全事故。如何有效抑制喘振发生仍是工程热物理学科难题,也是国际共性问题。华北电力大学开发出进口环形节流扩稳方法,通过在离心压气机进口段安放主动控制变几何节流环机构,可有效控制 压气机进口区域分离流动,进而抑制压气机喘报发生。当前,华北电力大学依次完成调控概念提出、CFD 建模仿真、原理验证样机开发与实验,工程样机开发与实验。实验结果显示,变几何环形节流扩稳方法可提高离心压气机近喘振边界工况区等熵效率和总-总压比,减小喘振现象发生流量。目前,应用于离心压气机进口区域的流动调控方法主要是可调导叶和自循环处理机匣。这两种方法固有缺点是降低压气机峰值效率。相比之下,进口环形节流方法通过主动变几何功能, 可以避免离心压气机峰值效率降低。这是本项成果横向对比的主要优势。
◎ 成果创新点
针对离心压气机喘振边界扩稳需求发展出变几何环形节流扩稳方法;建立 离心压气机进口节流环几何参数气动设计准则;完成变几何机构三维几何设计 和首台工程样机装配。
◎市场需求及经济效益分析
电厂汽轮机、燃气轮机调峰、军用动力由平原转向高原作战,均面临气体压缩机偏离设计工况效率降低、甚至出现失稳等问题。本项或果采用华北电力大学自主创新的压缩机主动变几何调节技术,在不降低气体压缩机峰值效率的前提下,实现压缩机稳定工作边界的拓宽,同时提升了近喘工况的等熵效率。
◎研究团队介绍
本团队主要从事应用基础研究,在叶轮机械气动热力学、先进热电转换装置 循环、先进非接触式测量领域取得了丰硕的研究成果。团队负责人先后获得军委 科技委“某"人才基金(国家级)、中国科学院"BR”计划项目(省部级)、北京市昌平 区"科技副总"专项支持,团队成员在工程热物理、气动声学、流体机械等领域拥有丰富的研究经验和卓越的学术背景。