彭 斌 李要红 赵生显

1.兰州理工大学机电工程学院，兰州，7300502.兰州理工大学温州泵阀工程研究院，温州，325105

0 引言

随着全球气候问题的日益严重和不可再生资源的日益短缺，节能、减排、新能源的开发利用以及提高现有能源的利用效率已经成为当今世界各国研究的重要课题之一。工业余热、发动机余热、太阳能热、地热等中低品位热能的有效利用是解决能源问题的一个重要途径。有机朗肯循环(organic Rankine cycle，ORC)作为一种回收中低品位热能用于发电的技术，具有效率高、环境友好、结构简单等优点。ORC以有机物工质代替水作为动力循环系统，特别适合回收低品位热能，并且采用不同的有机物工质可回收不同温度范围的低品位热能。作为ORC 发电系统关键部件的涡旋膨胀机，其性能很大程度上影响着整个系统的综合性能，因此，对涡旋膨胀机性能的研究已成为工业余热回收研究课题中必不可少的内容[1]。

涡旋膨胀机所使用的型线主要有两类：等截面型线和变截面型线。等截面即涡旋齿为等壁厚；变截面即涡旋齿为非等壁厚。等截面型线因其固有特点，具有数学描述简单、涡旋齿承受的气体力波动较小、加工较为方便等优点，但不能充分利用毛坯材料，而且由于啮合特性的限制，设计的灵活性相对较差。如果增加等截面的压缩比，就必须增加涡旋齿的圈数，这样就会造成整机尺寸和轴向泄漏线长度增加，同时也延长了工质在工作腔中的停留时间，从而产生较大的泄漏。……