超微型燃气轮机系统中离心叶轮的数值模拟

2014-04-27马岩

科技视界 2014年8期

马岩

（中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安710068）

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超微型燃气轮机作为一种清洁高效、低成本、高可靠性的供能系统，在分布式发电、冷热电联供和燃料电池/燃气轮机联合系统及特种电源等领域具有广阔的应用前景，近10年来得到了世界各国的高度关注。超微型燃气轮机技术将为终端能源利用提供新的重要形式，是未来能源经济、高效、清洁利用的主要方向之一。超微型燃气轮机的工作原理与一般的燃气轮机相同，通常采用径流透平与离心压气机。事实上，超微型燃气轮机的概念在20世纪60年代就已经出现，但由于其发电效率低，没有得到足够重视。随着高效紧凑型换热器的应用，超微型燃气轮机的发电效率显著提高，大大增加了其竞争力。特别是过去的十几年中，对于超微型燃气轮机的研究越来越引起人们的广泛兴趣。由于其兼具较高的能量密度与较高的功率密度，使其成为移动电源和小型飞机推进系统的首要选择。若通过与燃料电池或小型余热锅炉进行联合循环，也可作为高效率的分布式发电系统[1-2]。

本文对3kW级超微型燃气轮机系统中的高速小尺寸离心叶轮进行了设计和数值分析，并在不同壁面温度下对离心叶轮的性能进行了数值模拟，初步分析了传热对离心叶轮性能的影响及其作用机理。