[1]张志莲,王铃玉,徐康,等.微型氦透平膨胀机系统性数值模拟[J].应用科技,2020,47(3):51-57.[doi:10.11991/yykj.201908020]
 ZHANG Zhilian,WANG Lingyu,XU Kang,et al.Systematic numerical simulation of micro helium turbine expander[J].Applied science and technology,2020,47(3):51-57.[doi:10.11991/yykj.201908020]
点击复制

微型氦透平膨胀机系统性数值模拟(/HTML)
分享到:

《应用科技》[ISSN:1009-671X/CN:23-1191/U]

卷:
第47卷
期数:
2020年3期
页码:
51-57
栏目:
机电工程
出版日期:
2020-07-05

文章信息/Info

Title:
Systematic numerical simulation of micro helium turbine expander
作者:
张志莲 王铃玉 徐康 吴波 吕涛
北京石油化工学院 机械工程学院,北京 102617
Author(s):
ZHANG Zhilian WANG Lingyu XU Kang WU Bo LYU Tao
School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102617, China
关键词:
透平膨胀机微型数值模拟系统气动强度转子动力学
Keywords:
heliumturbine expandermicronumerical simulationsystemaerodynamicsstrengthrotor dynamics
分类号:
TH443;TH453
DOI:
10.11991/yykj.201908020
文献标志码:
A
摘要:
现今氦透平膨胀机的设计,仅有面向各部件的设计方法及步骤,没有完整精准的设计流程,未形成设计体系。为保证环控系统中微型氦透平膨胀机运行的安全性、可靠性及高效性,提出一套基于CAD/CAE/CFD的智能化设计流程,通过一维热力计算、二维气动设计、三维气动分析和强度校核、三维造型和转子动力学分析对微型氦透平膨胀机进行数字化仿真设计,并对设计过程进行系统性数值模拟。确保设计方案可达到氦制冷系统的设计要求,同时为设计微型氦透平膨胀机提供设计制造集成技术。
Abstract:
For the design of helium turbine expander at present, there is neither complete, accurate design process, nor design system being formed, except the design method and step for each part. A smart digital design flow based on CAD/CAE/CFD is proposed to ensure safety, reliability and high efficiency in the operation of the micro helium turbine expander in the environment control system. Through the one-dimensional thermal calculation, two-dimensional aerodynamics design, three-dimensional aerodynamics analysis and strength check, three-dimensional modeling and rotor dynamics analysis, numerical simulation is carried out to design the micro helium turbine expander, and the design process is simulated systematically, to ensure that the design scheme can meet the design requirements of helium refrigeration system and provide the integrated technology for the design and manufacture of micro helium turbine expander.

参考文献/References:

[1] 朱朝辉, 姚艳霞, 杨金焕, 等. 低温氦透平膨胀机的研究进展[J]. 低温与特气, 2003, 21(1): 1-6
[2] 计光华. 透平膨胀机[M]. 西安: 西安交通大学出版社, 1988.
[3] 花严红, 罗涛, 汪永根, 等. 氦透平膨胀机在空间技术中的应用现状及展望[J]. 通用机械, 2008(8): 44-47
[4] 常旭宁, 孙俊芳, 乔佳, 等. 氦透平膨胀机在我国的发展[J]. 低温与超导, 2014, 42(2): 30-34, 91
[5] 祝勇仁, 张炜, 韩澎. 氦气体轴承透平膨胀机研制[J]. 机械研究与应用, 2014, 27(5): 124-126
[6] 侯予, 陈纯正, 熊联友, 等. 低温氦透平膨胀机的热力设计及性能分析[J]. 西安交通大学学报, 2003, 37(7): 666-669
[7] 侯予, 王瑾, 熊联友, 等. 径-轴流低温透平膨胀机整体性能多目标优化设计[J]. 低温工程, 2001(4): 13-17
[8] 熊联友, 陈纯正, 刘立强, 等. 新型氦气体轴承透平膨胀机的研制[J]. 低温与特气, 2002, 20(1): 23-25
[9] 孙立佳, 孙郁, 任小坤, 等. 氦制冷系统气体轴承透平膨胀机设计[J]. 低温工程, 2013(3): 7-10
[10] 王新军. 汽轮机原理[M]. 西安交通大学出版社, 2014.
[11] 侯予, 陈纯正, 熊联友, 等. 低温氦气体轴承透平膨胀机的设计[J]. 低温工程, 2003(3): 7-11, 16
[12] 王正. 转动机械的转子动力学设计[M]. 北京: 清华大学出版社, 2015: 3-31.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2019-08-28。
基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目(2019J00054)
作者简介:张志莲,女,讲师,博士;王铃玉,女,硕士研究生
通讯作者:王铃玉,E-mail:5120140509@bipt.edu.cn
更新日期/Last Update: 2020-08-05