【摘 要】
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闭式蒸汽朗肯循环是无人水下航行器动力系统的发展方向之一,但存在系统效率低的问题.文中提出了一种输出功率为10 kW的闭式有机朗肯循环.详细介绍了水下热动力系统的工作条件和相关尺寸限制参数.建立了系统热力学模型和涡轮机一维设计方法,设计了在不同工况下的部分进气式小型轴流式涡轮机.利用建立的涡轮机和换热器模型,以提高动力系统效率并满足在水下航行器中应用的尺寸限制为目标,对多种有机工质循环系统的运行特性展开分析.计算结果表明,采用跨临界循环的高温干工质可以大幅度提高系统效率.以环己烷和甲苯为例,系统效率分别为2
【机 构】
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西北工业大学 航海学院, 陕西 西安, 710072
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闭式蒸汽朗肯循环是无人水下航行器动力系统的发展方向之一,但存在系统效率低的问题.文中提出了一种输出功率为10 kW的闭式有机朗肯循环.详细介绍了水下热动力系统的工作条件和相关尺寸限制参数.建立了系统热力学模型和涡轮机一维设计方法,设计了在不同工况下的部分进气式小型轴流式涡轮机.利用建立的涡轮机和换热器模型,以提高动力系统效率并满足在水下航行器中应用的尺寸限制为目标,对多种有机工质循环系统的运行特性展开分析.计算结果表明,采用跨临界循环的高温干工质可以大幅度提高系统效率.以环己烷和甲苯为例,系统效率分别为24.38％和22.29％,同时满足了尺寸限制条件,与传统蒸汽朗肯循环相比,系统效率提高了6.77％～8.86％.
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