超临界二氧化碳压缩机特性数值模拟

作者：蒋雪峰; 田勇; 邵卫卫; 肖云汉

来源：航空动力学报, 2018, 33(07): 1685-1694.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.2018.07.017

• SCO2压缩机
• 冷凝
• CO2物性表格
• 后弯角度
• 喘振裕度

以某小流量超临界二氧化碳(SCO2)离心压缩机为例,开展了近临界点SCO2压缩机多工况数值模拟。研究发现:物性表格的分辨率对流场的计算结果影响较大,尤其是在冷凝区域,同时,物性的剧烈变化导致流场高梯度、强非线性使得近临界点SCO2压缩机数值模拟存在极易发散的问题。通过精细调节物性表格分辨率以及库朗数等数值参数获得了多工况范围内的收敛解,与实验数据对比的结果表明:5×104 r/min转速下设计点进口工况最大相对误差为9.1%。设计了某5MW级热功率SCO2布雷顿循环主压缩机并完成三维数值模拟。在保证效率基本不变的前提下,通过调整后弯角并与其他几何参数匹配,实现了压缩机压比及喘振裕度增加,并抑制了吸力面冷凝区域的发展。

• 单位
  物理学院; 中国科学院大学; 中国科学院工程热物理研究所