基于渦旋式膨脹機(jī)的壓縮空氣應(yīng)急電源系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)其生活質(zhì)量和居住環(huán)境提出了更高的要求，這就引發(fā)了電力保障問題，應(yīng)急電源系統(tǒng)(EPS)應(yīng)運(yùn)而生。EPS能夠保障電力的供應(yīng)質(zhì)量，有效降低因斷電而造成的損失，為人們的生產(chǎn)和生活安全提供保障。本文主要對(duì)壓縮空氣應(yīng)急電源系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)效率及其關(guān)鍵零部件——渦旋式膨脹機(jī)作分析計(jì)算和仿真實(shí)驗(yàn)。
　　本文介紹了壓縮空氣應(yīng)急電源系統(tǒng)的組成及工作原理，用(媚)平衡法對(duì)系統(tǒng)的能量分布情況作了分析，得到了儲(chǔ)氣罐輸出有效能、減壓

2、閥引起的(媚)損失及膨脹機(jī)輸出的有效能的數(shù)學(xué)模型，為下一步的熱力學(xué)模型仿真提供理論基礎(chǔ)。然后用MATLAB的Simulink模塊對(duì)壓縮空氣應(yīng)急電源系統(tǒng)的效率與各影響因素之間的關(guān)系進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明，系統(tǒng)各參數(shù)的大小及匹配性對(duì)系統(tǒng)效率起著決定性的影響，而其中渦旋式膨脹機(jī)各參數(shù)又起著主要作用。
　　在此基礎(chǔ)上，根據(jù)渦旋機(jī)械正常工作的條件，推出了圓漸開線渦旋型線的型線方程及各個(gè)腔室的容積計(jì)算方程。利用FLUENT軟件的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)渦

3、旋式膨脹機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)作了分析，得到了膨脹腔內(nèi)壓縮氣體的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)分布。分析了壓縮氣體對(duì)動(dòng)渦盤的氣體力作用，得到動(dòng)渦盤所受的軸向氣體力與切向氣體力是隨著動(dòng)渦盤的周期性旋轉(zhuǎn)而成周期性變化的，而徑向氣體力不隨著主軸轉(zhuǎn)角的變化而變化，為定值。
　　根據(jù)變質(zhì)量能量守恒方程，推出了進(jìn)入渦旋式膨脹機(jī)的壓縮氣體的質(zhì)量流率和它對(duì)膨脹機(jī)所做的功，并得到了渦旋式膨脹機(jī)的徑向泄漏量和切向泄漏量都隨主軸轉(zhuǎn)角的變化而成周期性變化。根據(jù)進(jìn)入渦旋式膨脹機(jī)內(nèi)壓