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超臨界二氧化碳工質潤滑軸承特性研讨及20kW渦輪發電裝置進展
发稿工夫:2020-04-20         作者:韩东江 毕春晓 杨金福          滥觞:散布式供能與可再生能源實驗室     【字号:

  超臨界二氧化碳具有密度大、黏度小、流動性強的特點,作爲循環工質可減少壓縮耗功,进步循環从命。以超臨界二氧化碳爲工質的布雷頓循環適用于太陽能、核能、余熱操纵等多個領域,被認爲是當前最具有發展远景的能量轉換系統之一。循環中超臨界二氧化碳渦輪機高參數與高性能的特點對軸承提出高DN值(軸的轉速×軸承內徑)、高穩定性的要求。 

  研讨所散布式供能與可再生能源實驗室杨金福项目组持久处置高速微型动力安装轴承及转子动力学特性研讨,目前重点关注以超临界二氧化碳工质光滑的可倾瓦轴承的光滑机理与不变性掌握研讨。研讨人员拓展了频率扰动办法,提出了含扰动密度、粘度、扰动雷诺数与湍流系数的完好变量频率扰动办法,基于此办法,展开超临界二氧化碳可倾瓦轴承静特性(压力散布、雷诺数、承载特性)、动特性(刚度与阻尼特性)与不变性的理论分析与数值仿真研讨。 

   

  图1 S-CO2軸承動態剛度與阻尼求解流程、擾動壓力散布 

  同時,研讨人員設計並搭建20kW功率等級超臨界二氧化碳渦輪發電實驗裝置,額定運行轉速50000r/min,額定發電功率20kW。該實驗裝置能夠進行S-CO2密封裝置、軸承及轉子非線性動力學特性研讨。 

   

      图2 20kWS-CO2渦輪發電裝置—位于廊坊研發中心 

  以上研讨得到了中科院重點安排項目,國家自然科學基金項目等項目标撑持。相關研讨成果已被2020 ASME Turbo Expo 國際會議錄用,並且在工程機械領域Top期刊Tribology International上發表(Tribology International Volume 146, June 2020, 106256. 文章在線網址: 

  science/article/pii/S0301679X20300992?dgcid=author)。 

 
 
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