发动机余热回收用涡旋膨胀机流场特性研究

1

作者 张美芸 王训杰 薛丽 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期107-113,120,共8页

涡旋膨胀机是发动机有机朗肯循环余热回收系统中较好的做功部件,为揭示工质的变化对涡旋膨胀机内部流动特征及性能参数的影响机制,探究其对膨胀机功率和效率的影响规律。通过建立涡旋膨胀机的流体域模型,采用CFD动网格技术开展数值模拟... 涡旋膨胀机是发动机有机朗肯循环余热回收系统中较好的做功部件,为揭示工质的变化对涡旋膨胀机内部流动特征及性能参数的影响机制,探究其对膨胀机功率和效率的影响规律。通过建立涡旋膨胀机的流体域模型,采用CFD动网格技术开展数值模拟,研究不同工质对压力、温度、质量流量、轴功率等性能的影响,分析流场特性的瞬时和时均效应。研究结果表明:涡旋膨胀机压力和温度由内到外逐渐减小,同一膨胀腔内的压力分布均匀而温度分布不均匀,压力和温度在动静涡旋盘啮合间隙处存在较大的梯度;对比五种工质的流场特性,R365mfc的容积效率最高,R152a的轴功率和单位质量流量输出功最高,R123的平均进出口流量和等熵效率最高,工质沸点越低其热负荷越大,等熵效率越低。研究结果为涡旋膨胀机工质的优选提供一定的参考。 展开更多

关键词 涡旋膨胀机 流场特性 不同工质 CFD

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氢燃料电池涡旋膨胀机气体力分析

2

作者 张美芸 王训杰 《南方农机》 2025年第16期120-123,共4页

【目的】涡旋膨胀机是氢燃料电池空气供应系统的核心部件,涡旋膨胀机的受力分析对其输出性能有着重要意义。【方法】通过建立涡旋膨胀机气体力数学模型,设计正交试验,对涡旋膨胀机径向气体力F_(r)、轴向气体力F_(a)、切向气体力F_(t)、... 【目的】涡旋膨胀机是氢燃料电池空气供应系统的核心部件,涡旋膨胀机的受力分析对其输出性能有着重要意义。【方法】通过建立涡旋膨胀机气体力数学模型,设计正交试验,对涡旋膨胀机径向气体力F_(r)、轴向气体力F_(a)、切向气体力F_(t)、自转力矩M_(r)和倾覆力矩M_(t)等进行分析,并探讨了气体力对涡旋膨胀机输出性能的影响。【结果】1)涡旋盘高度H对径向气体力F_(r)、切向气体力F_(t)影响较大,回转半径R_(or)和涡旋盘厚度t对轴向气体力F_(a)影响更大;2)椭圆基网络模型对各个参数响应的拟合效果较好,故本研究使用椭圆基网络模型;3)动涡旋盘所受的切向气体力F_(t)的近似模型优化值约为径向气体力F_(r)近似模型优化值的7.3倍,因此切向气体力是分析涡旋膨胀机传动系统动平衡时应考虑的主要因素。【结论】本研究对于设计和改进膨胀机部件、提高涡旋膨胀机性能和系统整体效率具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 氢燃料 涡旋膨胀机 气体力

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涡旋型线对ORC涡旋膨胀机性能的影响机理研究

3

作者 郝红梅 胡飞 +1 位作者 吴利平 曾献勇 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期99-104,共6页

全文从涡旋型线对ORC涡旋膨胀机性能的影响机理展开了研究。首先建立了变截面涡旋型线(圆渐开线-高次曲线-圆渐开线)以及等截面涡旋型线(正四边形渐开线、圆渐开线、线段渐开线)的几何模型,利用MATLAB软件编程模拟计算,得出等、变截面... 全文从涡旋型线对ORC涡旋膨胀机性能的影响机理展开了研究。首先建立了变截面涡旋型线(圆渐开线-高次曲线-圆渐开线)以及等截面涡旋型线(正四边形渐开线、圆渐开线、线段渐开线)的几何模型,利用MATLAB软件编程模拟计算,得出等、变截面涡旋膨胀机各工作腔容积、径向泄露线长度随主轴转角的变化趋势,分别对曲线进行了对比分析,并搭建ORC系统验证了等、变截面涡旋膨胀机泄露模型的正确性,为涡旋膨胀机的结构设计与理论分析奠定了基础。 展开更多

关键词 等截面涡旋型线 变截面涡旋型线 涡旋膨胀机 容积 径向泄露线长度

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涡旋膨胀机研究进展及展望 被引量：2

4

作者 杨旭 胡昊宇 曹锋 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-14,共14页

随着“双碳”目标的提出,涡旋膨胀机作为回收低品位能量的机械装置备受关注。首先,对近年来涡旋膨胀机的理论研究成果进行了综述,主要包括型线理论、热动力学和计算流体力学(CFD)仿真。然后,对涡旋膨胀机在有机朗肯循环(ORC)中的应用进... 随着“双碳”目标的提出,涡旋膨胀机作为回收低品位能量的机械装置备受关注。首先,对近年来涡旋膨胀机的理论研究成果进行了综述,主要包括型线理论、热动力学和计算流体力学(CFD)仿真。然后,对涡旋膨胀机在有机朗肯循环(ORC)中的应用进行了总结,梳理了涡旋膨胀机在跨临界CO_(2)制冷循环中的应用研究成果。最后,对涡旋膨胀机未来的研究方向进行了展望。结果表明:变壁厚涡旋膨胀机因其可以在不增加泄漏线长度的情况下增加内容积比,因此将成为未来型线优化的主要方向;CFD仿真已成为重要的研究工具;润滑油是影响涡旋膨胀机性能的关键因素,提高润滑油的黏度有利于提升效率,而过量的润滑油则会使其性能下降;工作压力是影响涡旋膨胀机性能的最主要的因素,过膨胀、欠膨胀以及泄漏现象都会使其性能下降。此外,涡旋膨胀压缩一体机集成了膨胀机和压缩机两个功能单元于一个机壳中,显著简化了系统结构并提高了能量回收效率,是提升新能源车用CO_(2)热泵空调系统性能的有效途径。基于当前的研究成果和行业需求,提出涡旋膨胀机未来应继续深入研究和优化型线设计、减少泄漏、优化工作压力等,以满足日益增长的能量回收和环境保护需求。 展开更多

关键词 涡旋膨胀机 “双碳”目标 有机朗肯循环 涡轮压缩-膨胀一体机

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基于小型ORC涡旋膨胀机变工况特性研究及实验验证 被引量：1

5

作者 石磊 赵亚珑 彭斌 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期115-123,共9页

涡旋膨胀机作为有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)核心部件之一,其运行特性直接影响了ORC的性能。首先,建立了涡旋膨胀机的三维瞬态仿真模型,通过数值模拟的方法,系统地分析了不同工况下吸气压力、排气压力、转速和对涡旋膨胀机... 涡旋膨胀机作为有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)核心部件之一,其运行特性直接影响了ORC的性能。首先,建立了涡旋膨胀机的三维瞬态仿真模型,通过数值模拟的方法,系统地分析了不同工况下吸气压力、排气压力、转速和对涡旋膨胀机输出功率和等熵效率的影响;其次,分析了不同工况对涡旋膨胀机瞬态性能的影响,较为全面地分析了其中的机理;最后,通过实验室搭建的ORC低温余热无油发电系统试验台验证了数值模型的准确性,实验结果与数值模拟结果吻合良好,验证了数值模拟方法的可靠性和适用性。研究结果对涡旋膨胀机的设计和优化具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 有机朗肯循环 涡旋膨胀机 数值模拟 变工况 实验验证

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低温余热回收用涡旋膨胀机性能模拟研究 被引量：20

6

作者 刘广彬 赵远扬 +2 位作者 李连生 卜高选 束鹏程 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期88-91,共4页

采用R123为循环工质,建立了应用于低温余热回收系统中涡旋膨胀机工作过程的数学模型,分析了吸、排气损失和泄漏、传热对涡旋膨胀机工作过程的影响.结果表明:涡旋膨胀机实际工作过程与理论过程存在偏差,吸气和排气过程存在压力损失,整个... 采用R123为循环工质,建立了应用于低温余热回收系统中涡旋膨胀机工作过程的数学模型,分析了吸、排气损失和泄漏、传热对涡旋膨胀机工作过程的影响.结果表明:涡旋膨胀机实际工作过程与理论过程存在偏差,吸气和排气过程存在压力损失,整个过程中伴随着泄漏与热传递;膨胀腔内工质的质量在吸气结束时低于理论值,膨胀过程中工质的质量先减小再增大;实际输气量和输出功率随转速的增加而增大,但增加量随转速的增加而减小;容积效率随转速的增加而增大;降低径向和轴向间隙可以提高膨胀机的容积效率. 展开更多

关键词 低温余热回收系统 涡旋膨胀机 模拟

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涡旋膨胀机改造及试验性能研究 被引量：10

7

作者 褚晓广 张承慧 +2 位作者 李珂 孔英 荆业飞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期37-41,100,共6页

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... 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550kPa供气压力时输出功率可达780W;相同工况下,进口面积增大30%,输出功率增幅可达100W,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。 展开更多

关键词 涡旋膨胀机 结构改造 型线修正 全效率

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有机朗肯循环涡旋膨胀机性能试验研究 被引量：12

8

作者 潘登 高乃平 +4 位作者 谢飞博 安巍 王海鹰 王海 朱彤 《流体机械》 CSCD 北大核心 2014年第5期10-14,共5页

搭建了以R123为工质，设计输出功率为3kW的有机朗肯循环涡旋膨胀机试验系统，对涡旋膨胀机在不同工况下的性能进行了试验研究。试验得到涡旋膨胀机的最大输出功率为2．425kW，最高等熵效率为55％。变负载研究中涡旋膨胀机的转速变化范围... 搭建了以R123为工质，设计输出功率为3kW的有机朗肯循环涡旋膨胀机试验系统，对涡旋膨胀机在不同工况下的性能进行了试验研究。试验得到涡旋膨胀机的最大输出功率为2．425kW，最高等熵效率为55％。变负载研究中涡旋膨胀机的转速变化范围为1550～2165r/min。试验工况范围内，涡旋膨胀机输出功率、总机械效率随负载的增加而增加，转速随负载数量的增加而降低。 展开更多

关键词 有机朗肯循环 涡旋膨胀机 等熵效率 实验研究

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以空气为工质的含油涡旋膨胀机性能的试验研究 被引量：8

9

作者 吴竺 朱彤 +3 位作者 高乃平 崔颂 潘煜 潘登 《流体机械》 CSCD 北大核心 2018年第6期5-9,共5页

搭建了以压缩空气为工质的涡旋膨胀机性能测试平台,研究了涡旋膨胀机润滑油量和进出口工质参数对其输出性能的影响。结果表明:油气比在0.4%~10.0%范围内涡旋膨胀机输出功率和效率稳定不变;涡旋膨胀机输出功率随进出口压比的增大而增大,... 搭建了以压缩空气为工质的涡旋膨胀机性能测试平台,研究了涡旋膨胀机润滑油量和进出口工质参数对其输出性能的影响。结果表明:油气比在0.4%~10.0%范围内涡旋膨胀机输出功率和效率稳定不变;涡旋膨胀机输出功率随进出口压比的增大而增大,等熵效率受欠膨胀损失影响随进出口压比的增大而降低;涡旋膨胀机输出功率、等熵效率和容积效率均随转速的增大而增大,机械效率随转速的增大而降低,膨胀机运行效率在转速为2600r/min时达到最大值58.9%。 展开更多

关键词 涡旋膨胀机 压缩空气 有机朗肯循环 等熵效率

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有机朗肯循环用涡旋膨胀机的改进与实验研究 被引量：5

10

作者 李垒 陶乐仁 +2 位作者 申玲 胡永攀 李庆普 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1642-1648,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 有机朗肯循环 涡旋膨胀机 等熵效率 性能实验

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变基圆半径渐开线涡旋膨胀机的研究 被引量：11

11

作者 王吉岱 张臻臻 魏军英 《流体机械》 CSCD 北大核心 2014年第6期33-36,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 涡旋膨胀机 变基圆半径渐开线 型线方程 容积计算

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基于圆渐开线涡旋膨胀机几何模型的研究 被引量：7

12

作者 彭斌 李要红 +2 位作者 赵生显 朱永军 张朋成 《流体机械》 CSCD 北大核心 2017年第10期18-24,共7页

以圆渐开线等截面涡旋型线为基础,对涡旋膨胀机的几何模型进行了探讨。从圆渐开线几何学出发,对涡旋齿齿头修正进行了论述,并以双圆弧加直线修正为例,用解析法得到修正后齿头面积变化。通过积分法对涡旋膨胀机各腔容积进行了模拟计算,... 以圆渐开线等截面涡旋型线为基础,对涡旋膨胀机的几何模型进行了探讨。从圆渐开线几何学出发,对涡旋齿齿头修正进行了论述,并以双圆弧加直线修正为例,用解析法得到修正后齿头面积变化。通过积分法对涡旋膨胀机各腔容积进行了模拟计算,得出工作腔容积以及容积变化率随主轴转角的变化规律。将修正与未修正型线构成的涡旋膨胀机吸气腔容积做对比分析,得出齿头的修正对工作腔容积的影响较小,但其刚度明显增大。最后,对涡旋膨胀机的泄漏进行了分析并计算出径向泄漏线长度,为涡旋膨胀机的热力学研究奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 涡旋膨胀机 圆渐开线 几何模型 修正 泄漏

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发动机余热回收用涡旋膨胀机涡旋盘变形分析 被引量：5

13

作者 刘祯 吴华伟 +1 位作者 宋盼盼 魏名山 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期73-80,共8页

针对应用于车用发动机有机朗肯循环余热回收系统的某型涡旋膨胀机,基于原型机工作腔流场结构和温度分布对涡旋齿变形的影响特点,提出采用与原型机基本几何结构参数相同的变径基圆涡旋型线的设计方案,对比分析改型前、后的涡旋膨胀机排... 针对应用于车用发动机有机朗肯循环余热回收系统的某型涡旋膨胀机,基于原型机工作腔流场结构和温度分布对涡旋齿变形的影响特点,提出采用与原型机基本几何结构参数相同的变径基圆涡旋型线的设计方案,对比分析改型前、后的涡旋膨胀机排气腔和背压腔流场以及温度场分布的差异,研究改型前、后两膨胀机变形特性的差异.结果显示:改型后的膨胀机削减了两侧背压腔内部气流微团的摩擦和旋涡二次流的机械能损耗,排气腔与背压腔压力及温度分布更均匀;改型后的涡旋膨胀机拥有与原型机相似的工作能力、更小的工作腔空间、更高的等熵效率和更小的变形量. 展开更多

关键词 发动机余热回收 涡旋膨胀机 流-热-固耦合

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压缩空气储能用涡旋膨胀机非稳态流动特性分析 被引量：7

14

作者 刘祯 吴华伟 +1 位作者 张琎 邝勇 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2019年第2期357-364,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 微型压缩空气储能 涡旋膨胀机 非稳态流动 数值模拟

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不同膨胀状态下涡旋膨胀机非定常流动特性分析 被引量：6

15

作者 刘祯 吴华伟 +1 位作者 林鑫 宋盼盼 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2019年第6期1241-1246,共6页

本工作采用计算流体力学(CFD)的方法对适应于微型压缩空气储能(micro-CAES)系统的涡旋膨胀机工作过程进行非定常数值模拟,得到膨胀机内部压力场、速度场和温度场的分布,研究了相同排气背压下外膨胀比对涡旋膨胀机非稳态性能的影响规律... 本工作采用计算流体力学(CFD)的方法对适应于微型压缩空气储能(micro-CAES)系统的涡旋膨胀机工作过程进行非定常数值模拟,得到膨胀机内部压力场、速度场和温度场的分布,研究了相同排气背压下外膨胀比对涡旋膨胀机非稳态性能的影响规律及工作腔流场结构分布,结果显示:排气背压一定时,外膨胀比的变化对进气质量流量的脉动规律影响较小,外膨胀比的增加,增大了出口质量流量脉动程度、增大了膨胀机内压缩空气的热量利用程度、增大了膨胀机非稳态驱动力矩、增大了背压腔内二次流旋涡的强度和尺度,背压腔中存在明显局部高温区。 展开更多

关键词 微型压缩空气储能 涡旋膨胀机 非定常流动 外膨胀比 数值模拟

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径向间隙对涡旋膨胀机性能的影响 被引量：5

16

作者 吴竺 方晓艳 朱彤 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第S1期41-44,48,共5页

建立了一种涡旋膨胀机的三维模型,利用Pump Linx流体计算软件,模拟和分析了不同径向间隙对涡旋膨胀机性能和涡盘受力情况的影响。结果表明,径向间隙增加0.15mm时,涡旋膨胀机的输出功和扭矩的平均值分别减小4.48%和3.35%,涡盘所受的压力... 建立了一种涡旋膨胀机的三维模型,利用Pump Linx流体计算软件,模拟和分析了不同径向间隙对涡旋膨胀机性能和涡盘受力情况的影响。结果表明,径向间隙增加0.15mm时,涡旋膨胀机的输出功和扭矩的平均值分别减小4.48%和3.35%,涡盘所受的压力则会增长3.79%;径向间隙每增长0.05mm,涡旋膨胀机入口平均质量流量增长19.57%;径向间隙从0.042mm增长到0.192mm,涡盘所受径向气体力大小从100N减小到0N再增加到100N,其方向发生改变,并在主轴转角为225°附近出现最大值,而切向气体力大小变化则相对不明显,但波动加剧。 展开更多

关键词 涡旋膨胀机 数值模拟 径向间隙 性能 受力

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涡旋膨胀机发电系统效率优化控制策略 被引量：2

17

作者 褚晓广 张承慧 +2 位作者 李珂 荆业飞 王吉红 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期25-31,共7页

提出了以最小压缩气体消耗为涡旋膨胀机发电系统效率优化的目标,采用了基于系统损耗模型优化和在线搜索相结合的转速寻优策略,有效避免寻优初值的随机性及参数变化对优化结果的影响。针对气动系统非线性、滞后性及负载不确定性所致的发... 提出了以最小压缩气体消耗为涡旋膨胀机发电系统效率优化的目标,采用了基于系统损耗模型优化和在线搜索相结合的转速寻优策略,有效避免寻优初值的随机性及参数变化对优化结果的影响。针对气动系统非线性、滞后性及负载不确定性所致的发电系统强非线性的特点,采用了供气压力反馈线性化的补偿控制和PI速度控制相结合的控制策略,对优化速度快速无静差跟踪。试验结果表明,控制策略可实现速度的快速寻优以及优化速度的快速跟踪,实现了减小压缩气体消耗的目标。 展开更多

关键词 废气能量回收 涡旋膨胀机 最小压缩气体消耗 效率优化 反馈线性化

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余热回收型涡旋膨胀机性能试验 被引量：3

18

作者 徐进 李金寿 +3 位作者 郭宝圣 姚源 田纪云 吴锡江 《流体机械》 CSCD 北大核心 2014年第7期1-4,共4页

回收发动机冷却水的热量，建立余热回收型涡旋膨胀机系统，以提高燃油利用效率和涡旋膨胀机的工作效率，为汽车发电机提供动力，供各电子电器工作。对车用余热回收型涡旋膨胀机的速度特性、输入特性、涡旋膨胀机内泄漏情况进行了试验研... 回收发动机冷却水的热量，建立余热回收型涡旋膨胀机系统，以提高燃油利用效率和涡旋膨胀机的工作效率，为汽车发电机提供动力，供各电子电器工作。对车用余热回收型涡旋膨胀机的速度特性、输入特性、涡旋膨胀机内泄漏情况进行了试验研究。试验结果表明：当余热回收型涡旋膨胀机的转速在1000～3000 r/min范围内时，其功率随着转速的提高而不断增大，并且做功效率也有所提高，内泄漏情况也有所降低；涡旋膨胀机输出功率随着气动功率的增大而增大；加装余热回收系统后，提高了涡旋膨胀机的效率；试验结果表明本系统的各项性能结果能够满足为汽车电子电器供电的应用要求。通过对涡旋膨胀机样机的性能试验，对于本余热回收型涡旋膨胀机的后期改进和对余热回收系统的优化提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 余热回收 涡旋膨胀机 性能试验

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变截面涡旋膨胀机几何模型分析 被引量：4

19

作者 张朋成 彭斌 马捷 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期309-315,共7页

提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋膨胀机,论述型线的生成方法,给出型线的一般方程,建立一系列圆渐开线变截面涡旋膨胀机的几何模型,并分析控制系数对变截面涡旋膨胀机容积变化的影响.构建传统等截面、变截面涡旋... 提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋膨胀机,论述型线的生成方法,给出型线的一般方程,建立一系列圆渐开线变截面涡旋膨胀机的几何模型,并分析控制系数对变截面涡旋膨胀机容积变化的影响.构建传统等截面、变截面涡旋膨胀机的几何模型,对比分析几何模型的优劣.结果表明:提出的新型变截面涡旋膨胀机模型不但具有传统变截面模型的优点,而且可以大幅度减少计算量,并在一定程度上丰富了变截面涡旋膨胀机的种类,为开发高性能的涡旋膨胀机提供借鉴. 展开更多

关键词 圆渐开线 涡旋膨胀机 变截面 几何模型 控制系数

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基于蓄电池储能的涡旋膨胀机废气回收系统优化控制 被引量：1

20

作者 褚晓广 张承慧 +2 位作者 李珂 荆业飞 王吉红 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期269-275,共7页

提出了基于蓄电池储能的涡旋膨胀机废气-回收系统方案,在保证废气排放设备高效运行的基础上,提高涡旋膨胀机的能量转换效率.以兼顾过/欠膨胀损耗和发电机铜耗的损耗模型为优化函数,结合实时估计的废气排放流量、气罐压力以及蓄电池充放... 提出了基于蓄电池储能的涡旋膨胀机废气-回收系统方案,在保证废气排放设备高效运行的基础上,提高涡旋膨胀机的能量转换效率.以兼顾过/欠膨胀损耗和发电机铜耗的损耗模型为优化函数,结合实时估计的废气排放流量、气罐压力以及蓄电池充放电限制等约束条件,优化控制涡旋膨胀机运行.采用输入输出反馈线性化方法设计了供气压力PI控制器实现供气压力的快速跟踪;采用储能系统工作模式实时判断、占空比补偿以及PI控制相结合的控制策略实现母线电压恒定.实验验证了控制策略的有效性,实现了在满足负载功率和废气排放系统高效运行基础上的废气回收最大化. 展开更多

关键词 废气回收 过 欠膨胀 涡旋膨胀机 输入输出线性化

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