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推进技术2025年第12期:闭式布雷顿循环涡轮发电机整机数值模拟及验证

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杜磊;陈金利;石成博;张捷棋;王园丁;

单位:上海空间推进研究所;上海空间发动机工程技术中心;空间高效能推进技术及应用全国重点实验室;

摘要:涡轮发电机作为大功率闭式布雷顿循环热电转换系统的核心设备,对其内部流场的准确模拟是提升性能的关键,为此建立了100 kW涡轮发电机整机全流路CFD仿真模型。根据本文提出的边界条件设置方法,即给定压气机入口总温总压、涡轮入口总温、运行转速以及闭式系统中高压段(压气机出口至涡轮入口)和低压段(涡轮出口至压气机入口)总压恢复系数,可获得压气机和涡轮匹配性能、发电功率、转子轴向力等关键性能参数。计算结果显示:CFD模型获得的匹配流量较试验测量值偏大3.8%,发电功率偏大2.9%,压气机和涡轮压比、效率和试验值基本一致,表明整机CFD模型具有良好的计算准确性,能够有效指导闭式布雷顿热电转换系统的研制和开发。

关键词:闭式布雷顿循环;;热电转换;;涡轮发电机;;整机CFD模拟;;轴向力;;发电功率