【摘 要】
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在回热循环中，回热器利用燃机排气中的余热(一般温度为600℃左右)来预热进入燃气轮机燃烧室的气体，从而达到节省燃料、提高燃机效率的目的。采用回热循环可以使燃机效率提高10％
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在回热循环中，回热器利用燃机排气中的余热(一般温度为600℃左右)来预热进入燃气轮机燃烧室的气体，从而达到节省燃料、提高燃机效率的目的。采用回热循环可以使燃机效率提高10％甚至更高。作为回热循环中的关键部件，回热器性能的好坏对于燃气轮机效率的提高至关重要。微型燃机的特点决定了这种回热器必须具有体积小、重量轻、回热度高、可靠性好以及易于生产制造等特点。研究表明CC型一次表面回热器(PSR)能很好的满足以上要求，是微型燃机回热器的首选结构。 文章使用Gambit软件对一次表面回热器的三种不同交错角单元体以及0°全通道单元建立了三维数值模型。使用Fluent软件并以周期性边界条件模拟了其内部的流动换热情况。通过分析得出，0°单元体内的流动呈现典型的层流流动状态，而在60°及120°单元体内，由交错角度θ造成的流体间相互扰动非常明显，并且发现120°单元体内的涡旋明显强于60°单元体，解释了为何0°、60°及120°PSR的换热性能及流动阻力均依次增强。 通过对比三种单元体各种壁温下的模拟结果并结合0°直通道模拟，预测了60°及120°整体流道PSR的流动换热特性。分析表明，尽管增大交错角θ可以有效地增强换热能力，但同时也会带来更高的流动阻力，因此在PSR设计中需要慎重选择交错角θ。 针对120°PSR进行了实验研究，探索了一次表面板材的选料、表面花纹的压制、换热芯体的焊接组装等加工方法。提出了两种不同的实验件设计方案，对PSR的设计和加工关键技术提出了相关建议。组建实验台并进行了一系列实验，完成了实验数据的采集、整理和分析，并提出了加工及实验的改进方案。结果表明，泄漏和散热对本次实验结果影响较大。
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