降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法及结构技术

本发明专利技术公开了一种降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法及结构，通过该方法得到局部低粗糙度壁面的压缩空气储能涡轮集气室，具体为：通过实验测量或数值模拟分析的方式确定集气室具有高流速、高摩擦力分布的壁面区域，之后在这些区域上进行精细化处理，降低粗糙度，以减少该区域的壁面摩擦损失。其余几何曲面复杂、并且干涉严重、不易加工的壁面粗糙度则根据实际加工条件和成本需要确定；集气室结构可为螺旋线蜗壳、轴对称空腔、环形空腔等。上述方案可用于航空航天、交通运输、电力等多个领域。本发明专利技术能够在有效减少集气室加工难度和成本的同时，使气动壁面摩擦损失明显降低，涡轮气动效率增加，提高涡轮对能量的利用率。

The method and structure of reducing the wall friction loss of the gas collecting chamber of the compressed air energy storage turbine

【技术实现步骤摘要】
降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法及结构
本专利技术属于压缩空气储能
，涉及一种压缩空气储能涡轮集气室，具体地说是一种降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法及结构，利用该方法形成的压缩空气储能涡轮集气室具有局部低粗糙度壁面。
技术介绍
近年来，压缩空气储能系统在电网“削峰填谷”调节、可再生能源利用等方面获得了广泛应用。应用于压缩空气储能系统中的涡轮需要在高膨胀比、大流量工况下高效率运行。与此同时，应用于压缩空气储能系统中的涡轮还应具有占地面积小、加工成本低，加工难度小的特点以满足压缩空气储能系统低成本需求。目前常规压缩空气储能涡轮集气室在加工成本和和加工条件的限制下，其内壁面粗糙度较高，会使工质壁面摩擦损失增加，涡轮效率降低。与此同时，由于集气室结构复杂，对集气室整体内壁面进行低粗糙度处理较为困难，成本也较高，因此需采用合适的技术在低成本和加工难度的条件下，有效控制压缩空气储能涡轮内部的壁面摩擦损失，提高效率。目前，关于涡轮壁面粗糙度控制方面的研究和技术手段较多，但与本专利技术应用条件、手段和目标存在明显不同。从应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，所述涡轮集气室包括集气室主体、集气室进口管和环形集气室出口，所述集气室主体整体基本呈环形，所述集气室进口管形成在所述集气室主体的径向外周边缘上，所述环形集气室出口形成在所述集气室主体的径向内周边缘上，所述环形集气室出口的环形空间中设置压缩空气储能涡轮，其特征在于：/nSS1.选择一现有压缩空气储能涡轮集气室作为初始涡轮集气室结构；/nSS2.通过实验测量或数值模拟分析的方式，确定在额定工况下所述初始涡轮集气室内部的流速分布情况；/nSS3.根据步骤SS2中所确定的流速分布情况，确定所述初始涡轮集气室内壁各处的壁面摩擦力分布情况；/nSS4....

【技术特征摘要】
1.一种降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，所述涡轮集气室包括集气室主体、集气室进口管和环形集气室出口，所述集气室主体整体基本呈环形，所述集气室进口管形成在所述集气室主体的径向外周边缘上，所述环形集气室出口形成在所述集气室主体的径向内周边缘上，所述环形集气室出口的环形空间中设置压缩空气储能涡轮，其特征在于：
SS1.选择一现有压缩空气储能涡轮集气室作为初始涡轮集气室结构；
SS2.通过实验测量或数值模拟分析的方式，确定在额定工况下所述初始涡轮集气室内部的流速分布情况；
SS3.根据步骤SS2中所确定的流速分布情况，确定所述初始涡轮集气室内壁各处的壁面摩擦力分布情况；
SS4.设定一判断阈值，根据步骤SS3中所确定的壁面摩擦力分布情况，将壁面摩擦力大于所述判断阈值的区域设定为低粗糙度处理区域；
SS5.根据步骤SS4的判断结果，至少对所述初始涡轮集气室中被设定为低粗糙度处理区域的内壁表面进行低粗糙度处理，最终得到具有局部低粗糙度壁面的压缩空气储能涡轮集气室。


2.根据上述权利要求所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：步骤SS1中，所述初始涡轮集气室通过铸造式、焊接式等加工而成。


3.根据上述权利要求所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：步骤SS2中，所述额定工况包括进气来流的额定压力和额定进口速度。


4.根据权利要求3所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星，朱阳历，李文，张雪辉，陈海生，左志涛，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11