Применение опыта проектирования криогенных турбодетандеров при разработке турбоэлектрогенератора мощностью 1 кВт для установки с органическим циклом Ренкина


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье представлены результаты экспериментального исследования ступени радиальноосевой центростремительной турбины мощностью 1,3 кВт для привода высокочастотного электрогенератора номинальной мощностью 1 кВт в составе установки, работающей по органическому циклу Ренкина. В криогенной технике накоплен значительный объем данных по проектированию центростремительных радиальноосевых низкотемпературных турбин (турбодетандеров), мощность которых лежит в диапазоне 100 Вт - 1МВт, частота вращения ротора 10 000-500 000 об/мин, внешний диаметр колеса 15-500 мм и степень расширения в одной ступени до 30. Этот опыт был использован при разработке компактной высокоскоростной турбомашины. Основные геометрические соотношения проточной части турбины определялись из опыта проектирования криогенных турбодетандеров. В статье приводятся результаты расчетов и экспериментального исследования сверхзвукового течения в направляющем аппарате и колесе турбинной ступени. Аналитические расчеты эффективности турбинной ступени и результаты детального численного моделирования хорошо согласуются с данными эксперимента, подтверждая тем самым значение КПД минитурбины на уровне, близком к 75%.

Об авторах

Александр Владимирович Поликарпов

НИИ механики МГУ им. Ломоносова

Email: polikarpovav@imec.msu.ru
119192, г. Москва, Мичуринский проспект, д. 1

Алексей Андреевич Костенко

НИИ механики МГУ им. Ломоносова

Email: kosrk1@gmail.com
119192, г. Москва, Мичуринский проспект, д. 1

Татьяна Михайловна Розеноер

НИИ механики МГУ им. Ломоносова

Email: rozenoertm@imec.msu.ru
Канд. техн. наук 119192, г. Москва, Мичуринский проспект, д. 1

Антон Гаэрович Валеев

ООО «Сименс»

Email: anton.valeev@siemens.com
115114, г. Москва, Дубининская ул., д. 96

Вячеслав Всеволодович Щучкин

ООО «Сименс»

Email: viacheslav.schuchkin@siemens.com
Канд. техн. наук 115114, г. Москва, Дубининская ул., д. 96

Виталий Владимирович Малинин

ООО «Сименс»

Email: vitaly.malinin@siemens.com
Канд. физ.мат. наук 115114, г. Москва, Дубининская ул., д. 96

Список литературы

  1. Давыдов А. Б., Пересторонин Г. А., Стулов В. Л., Шерстюк А. Н. Центростремительные турбодетандеры. - М.: Колоспресс, 2002.
  2. Кулаков В.М., Миронов И.Ю., Кулаков В.В., Данилович В.И. Канальные направляющие аппараты турбодетандеров// Химическое и нефтяное машиностроение. 1996. №4. С. 37-40.
  3. Кулаков В.М., Миронов И.Ю., Кулаков В.В., Данилович В.И. Расчет потерь в ступени турбодетандера// Химическое и нефтяное машиностроение. 1997. №4. С. 51-55.
  4. Машины низкотемпературной техники. Криогенные машины и инструменты/ под ред. А.М. Архарова, И.К. Буткевича. - М.: Издво МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. - 582 с.
  5. Angelino, G., Colonna, P.«Multicomponent Working Fluids for Organic Rankine Cycles (ORCs)// Energy, 1998. 23. Р. 449-463.
  6. Antti Uusitalo, Teemu TurunenSaaresti, Juha Honkatukia, Piero Colonna and Jaakko Larjola, Siloxanes as Working Fluids for MiniORC Systems Based on HighSpeed Turbogenerator Technology// Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2013. Vol. 135. Issue 4. 9 pages.
  7. Bala V. Datla, Joost J. Brasz. Organic Rankine Cycle System Analysis for Low GWP Working fluids// International Refrigeration and Air Conditioning Conference, 2012. Paper 1285. http://docs.lib.purdue.edu/iracc/1285
  8. Demierre J., Henchoz S., Favart D. Prototype of a thermally driven heat pump based on integrated Organic Rankine Cycles (ORC)// Energy, 2012. Vol. 41. Р. 10-17.
  9. Van Buijtenen, J.P., Larjola, J.,TurunenSaaresti, T., Honkatukia, J., Esa, H., Backman, J., and Reunanen, A. Design and Validation of a new High Expansion Ratio Radial Turbine for ORC Application// 5th European Conference on turbomachinery. Prague. Czech Republic, 2003, March 17-22.
  10. Zhu Qidi, Sun Zhiqiang, Zhou Jiemin. Performance analysis of organic Rankine cycles using different working fluids// Thermal Science. 2013. OnLineFirst Issue 00. P. 14-14 doi: 10.2298/TSCI120318014Z.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Поликарпов А.В., Костенко А.А., Розеноер Т.М., Валеев А.Г., Щучкин В.В., Малинин В.В., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».