热能动力工程

作者：孙宇轩，郭朝红，姜玉雁，赵德材

单位：中国科学院大学 工程科学学院，北京 100190,,中国科学院工程热物理研究所，北京 100190,,北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081,,中国科学院大学 工程科学学院，北京 100190,

关键词：SCO2布雷顿循环;径流透平;一维计算;损失模型;流量预测

基金：国家自然科学基金面上基金项目资助（52176090）；中国科学院洁净能源先导科技专项资助(XDA21010201)

透平作为循环输出功部件，是超临界二氧化碳(SCO2)布雷顿循环的核心部件之一。本文通过与美国Sandia实验室SCO2径流透平实验数据对比，确定了高精度数值模拟计算模型-SST（Extended wall function）湍流模型。并以此为据，针对SCO2布雷顿循环径流透平，对比数值模拟结果重点分析了冲角损失、转子通道损失与间隙泄露损失，确定了适用于SCO2工质的损失模型组合。其中冲角损失选择WasserbauerGlassman模型，最佳冲角计算选用Chen的滑移模型；转子通道损失选用CETI模型，间隙泄露损失选用Jansen模型。根据选用损失模型对高压级和低压级两种工况的透平进行多工况流量和等熵效率预测并与数值模拟结果对比。结果表明：高压级透平最大偏差不超过2.4%和1.5%，低压级透平最大偏差不超过2.1%和1.2%。

来源：2023年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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