Investigation on One-Dimensional Loss Models for Predicting Performance of Multistage Centrifugal Compressors in Supercritical CO2 Brayton Cycle;超临界二氧化碳布雷顿循环中多级压缩机一维性能预测损失模型研究

SHAO Wenyang; ; DU Juan; YANG Jinguang

doi:10.1007/s11630-020-1242-1

2021 , Vol. 30 >Issue 1: 133 - 148

DOI: https://doi.org/10.1007/s11630-020-1242-1

Engineering thermodynamics

Investigation on One-Dimensional Loss Models for Predicting Performance of Multistage Centrifugal Compressors in Supercritical CO2 Brayton Cycle;超临界二氧化碳布雷顿循环中多级压缩机一维性能预测损失模型研究

SHAO Wenyang ,
; DU Juan; YANG Jinguang

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网络出版日期: 2023-07-04

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摘要

中文导读：超临界二氧化碳（SCO2）布雷顿循环中的主压缩机运行在二氧化碳临界点附近，工质物性变化剧烈，具有显著的非理想性物性特点。为了研究传统一维损失模型在预测非传统工况下SCO2离心压缩机性能的有效性，本文对一维模型预测结果，实验值与三维CFD结果进行了详细的对比研究。本文针对多级SCO2离心式压缩机，建立了基于焓和总压混合损失模型的一维分析方法，并首先通过桑迪亚国家实验室一台单级SCO2离心式压缩机的实验结果对该方法进行了验证。验证结果表明，采用本文所建立的一维方法得到的压比曲线与实验值吻合较好，但在小流量工况时效率特性曲线存在差异，其揭示了寄生损失模型在外部损失预测方面存在潜在缺陷。然后，对一台三级SCO2压缩机的前两级进行了一维和三维CFD性能预测。对压缩机不同流向位置的CFD计算结果与一维计算结果进行了详细的比较，详细分析了两者偏差的特点，以及产生这些偏差的原因。

关键词： supercritical carbon dioxide Brayton cycle, centrifugal compressor, one-dimensional performance analysis, loss model, three-dimensional CFD simulation

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SHAO Wenyang , ; DU Juan; YANG Jinguang . Investigation on One-Dimensional Loss Models for Predicting Performance of Multistage Centrifugal Compressors in Supercritical CO2 Brayton Cycle;超临界二氧化碳布雷顿循环中多级压缩机一维性能预测损失模型研究[J]. 热科学学报, 2021 , 30(1) : 133 -148 . DOI: 10.1007/s11630-020-1242-1

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