Dans les systèmes de stockage d'énergie à air comprimé, les performances des turbines centripètes à réchauffage en plusieurs étapes ont un impact significatif sur l'efficacité du système. Il est donc nécessaire de mener des recherches et d'analyser les caractéristiques de conditions de travail variables.Le Centre de recherche et de développement sur le stockage de l'énergie de l'Institut de génie thermophysique de l'Académie chinoise des sciences a récemment effectué des recherches dans ce domaine, à l'aide de méthodes numériques et expérimentales.
Les chercheurs ont tout d’abord proposé une méthode de calcul numérique globale: le modèle à milieu poreux simulait l’échangeur de chaleur entre les plaques entre étages, l’adaptation des paramètres et les performances globales pouvant être obtenues par le calcul des conditions aux limites d’entrée et de sortie. Les chercheurs ont analysé les caractéristiques d'une turbine radiale de réchauffage à plusieurs étages dans différentes conditions, telles que différentes pressions totales à l'entrée, vitesse de rotation, température de réchauffage et degré d'ouverture de l'aube du premier étage, et ont étudié séparément chaque condition de fonctionnement variable. Dans ces conditions, le taux d’expansion, l’efficacité, le débit, le débit massique et d’autres modifications et caractéristiques des différents niveaux. Les résultats montrent que: lorsque la pression totale d’entrée baisse, le rendement moyen est pratiquement identique, mais le rendement du quatrième étage diminue considérablement; L'efficacité moyenne diminue et, lorsque la température de réchauffage augmente, le travail du système augmente considérablement, mais l'efficacité moyenne diminue considérablement: lorsque l'ouverture diminue, le taux d'expansion du quatrième étage diminue, le premier niveau augmente et les deuxième et troisième niveaux augmentent. Le changement est faible et l'efficacité moyenne a diminué.
Dans le même temps, les chercheurs ont constaté que la perte dans le canal d’aube directrice était principalement concentrée du côté aspiration de la sortie de la pale et du bord de fuite de la sortie d’aube. L'augmentation de l'entropie dans le canal d'aube mobile est relativement uniforme et appartient à l'aube chargée uniformément.Lorsque l'ouverture de l'aube de guidage est réduite, le débit de fuite à travers le jeu d'extrémité est plus facile dans la région postérieure de 20% du canal d'aube. Le mélange principal de la partie médiane supérieure entraîne une augmentation de la perte de débit secondaire Lorsque la pression d'entrée totale est réduite, la pression de surface partielle de la surface de la pale mobile est encore inférieure à la pression de la surface d'aspiration, entraînant une perte d'efficacité moyenne de la partie de la pale.
Les résultats de recherche pertinents ont été publiés dans l'International Journal Proceedings de l'Institution of Mechanical Engineers, Partie A: Journal of Power and Energy.
Figure 1 Schéma de la simulation de turbine centripète à plusieurs étages de réchauffage
Fig. 2 Caractéristiques générales de la turbine centripète à plusieurs étages de réchauffage
