向心透平设计与出口相对气流角对透平效率的影响

王 智，尹立冰

（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北 保定 071003）

向心透平设计与出口相对气流角对透平效率的影响

王 智，尹立冰

（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北 保定 071003）

选用烷类工质环己烷为循环工质，利用筛选法设计了进汽温度为150℃，功率为250 kW的有机朗肯循环系统中的向心透平，并利用计算流体力学软件ANSYS-CFX对动静叶栅流场进行三维稳态模拟，验证了设计方法的正确性。在此基础上研究了7种不同出口相对气流角β2对透平效率的影响；结果表明，所设计的ORC向心透平表现出良好的气动性能；并且在β2为32°情况下有较好的叶轮性能和较高的透平效率，能够满足初始设计条件下透平设计的需要。

向心透平；出口相对气流角；数值模拟；有机朗肯循环

0　引言

近年来，中国经济发展迅速，但环境问题却日趋严重，节能减排提高能源利用率越来越受到关注。有机朗肯循环是低温余热发电技术中的焦点所在，其优势是利用有机工质低沸点对中低温余热直接回收用于发电［1］。在回收国内工业废热、利用太阳能和地热能等方面资源丰富，有机工质朗肯循环发电技术在实现能源梯级利用方面发挥了重要作用［2］。而向心透平作为低温余热发电技术循环系统中的重要部件与轴流透平相比，有着较小的余速损失和流动损失，对动叶性能影响较低，结构简单和运行范围较宽等优点已被国内外很多学者和研究机构进行了研究。……