文档介绍：第 37 卷第 7 期西安交通大学学报 Vol. 37 l 7
2003 年 7 月 JOURNAL OF XIcAN JIAOT ONG UNIVERSIT Y Jul. 2003
低温氦透平膨胀机的热力设计及性能分析
侯予, 陈纯正, 熊联友, 刘立强, 王瑾
( 西安交通大学低温工程研究所, 710049, 西安)
摘要: 针对我国航天领域某重点项目的研制任务, 设计了一台氦气体轴承低温透平膨胀机, 并对其热力性能
进行了分析和讨论. 提出了一种考虑膨胀机整体热力性能及机械性能的透平膨胀机系统多目标优化方法. 解
决了透平膨胀机使用不同工质时相似准则的选取方法, 进而在自行开发的较为完善的透平膨胀机一元流动
性能预测程序的基础上, 获得了模化时所应遵循的相似准则数. 以人工神经网络为基础实现了透平膨胀机的
性能转换问题. 试验结果表明, 所研制的氦气体轴承透平膨胀机的绝热效率大于 71%; 在出口温度为 1218 K
时, 膨胀机效率已达到 75% ; 膨胀机的最大制冷量接近 2 kW.
关键词: 透平膨胀机; 氦; 性能分析
中图分类号: T K04 文献标识码: A 文章编号: 0253-987X( 2003) 07-0666-04
Design and Analysis of Thermal Performance for
Cryogenic Helium Expansion Turbine
Hou Yu, Chen Chunz heng , X iong L ianyou , L iu L iqiang , Wang J in
( Institute of Cryogenic Engineering, Xican Jiaotong University, Xican 710049, China)
Abstract: To plish the research task of helium turbo-expander used in an important item of space area, a
helium turbo-ex pander using gas bearings has been designed. T he therm al performance of this helium turbo-ex-
pander is discussed, and a multiple objects optimization design for w hole performance of a radia-l ax ial flow cryo-
genic turbo-ex pander is developed. A method of selecting sim ilarity criteria for different working fluids in tur-
boexpander is proposed. In theoretical research on predicting the therm al performance of ex pansion turbine, an
effective performance prediction pr