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J-GLOBAL ID：201302294084069696   整理番号：13A1898964

自動化した計算流体力学設計法を用いた有機ランキンサイクル・ラジアルタービンの性能改善

Performance improvement of a radial organic Rankine cycle turbine by means of automated computational fluid dynamic design

著者 (5件)： HARINCK John (Delft Univ. Technol., Delft, NLD) ,  PASQUALE David (Universita degli Studi di Brescia, Brescia, ITA) ,  PECNIK Rene (Delft Univ. Technol., Delft, NLD) ,  VAN BUIJTENEN Jos (Tri-O-Gen B.V., Goor, NLD) ,  COLONNA Piero (Delft Univ. Technol., Delft, NLD)
資料名： Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part A. Journal of Power and Energy  (Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part A. Journal of Power and Energy)
巻： 227  号： 6  ページ： 637-645  発行年： 2013年09月 
JST資料番号： A0947C  ISSN： 0957-6509  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 高圧力比膨張条件で有機作動流体の高密度蒸気流を伴う有機ランキンサイクル(ORC)ラジアルタービンについて,計算流体力学(CFD)による流れ場解析,および性能改善のための設計改良の結果を示した。初めに密閉型ORCタービン発電機(165kW_e)の概要,作動流体トルエンと軸受潤滑方法,超音速ノズル列-単段半径流タービンロータ-ディフューザの配置等を説明した。次に市販ソフトによる三次元レイノルズ平均ナビエストークス方程式(せん断応力輸送k-ω乱流モデル併用)の解法手順,境界条件,計算格子,および収束条件等と,適用する作動流体の物性値算出方法等を示した。同シミュレーション計算によるノズル(ステータ)の圧力分布とマッハ数分布,タービンロータの入口流速および流れ角の分布等を図示した。ノズル部における斜め衝撃波の発生と反射,およびノズル流出角の分布に起因するロータ流入角の変化(約20°)と流速変動(約25%)等の性能上の課題を指摘して,遺伝的アルゴリズムとメタモデルを用いた数値計算最適化法によりノズル形状を改良した。流れ角分布およびマッハ数分布を図示して改良の効果を説明し,発電出力で+5kW_e,約3.5~4%の正味出力増加が得られ,オフ設計点性能も改善されると結論した。

シソーラス用語： *Rankineサイクル ,  *ラジアルタービン ,  *計算流体力学 ,  交流発電機 ,  ノズル ,  回転子 ,  Navier-Stokes方程式 ,  斜め衝撃波 ,  遺伝的アルゴリズム ,  モデル ,  形状最適化 ,  アルキルベンゼン
準シソーラス用語： タービンロータ ,  タービン発電機 ,  メタモデル ,  作動流体 ,  超音速ノズル ,  有機Rankineサイクル

分類 (1件)： 蒸気タービン  (PB01040R)

物質索引 (1件)： トルエン

タイトルに関連する用語 (6件)： 自動化 ,  計算流体力学 ,  設計法 ,  有機ランキンサイクル ,  ラジアルタービン ,  性能改善