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2020-11-13
压缩空气储能系统以功率大、效率高、成本低等优点，成为最具发展前景的大规模物理储能技术之一。向心涡轮是压缩空气储能系统的关键做功部件，其转子叶片具有平均展弦比小、叶顶间隙相对尺寸大的几何特点，因此易使叶顶间隙泄漏损失增加，并对系统效率产生不良影响。
基于此，中国科学院工程热物理研究所储能研发中心研究人员对先进压缩空气储能系统向心涡轮叶顶间隙泄漏流场开展流动控制研究，提出基于NACA0004翼型的转子叶片顶部厚度分布结构。结果表明，该结构在不影响叶片整体做功能力的条件下，能够改善叶片压力面与吸力面压差分布，控制叶顶间隙泄漏流速度，缩小叶顶间隙泄漏流影响范围，并使流动损失有效降低，转子叶片结构强度同时满足运行要求。此外，该结构对效率的提升效果也会随叶顶间隙的增加而增强，在所研究范围内，向心涡轮效率最高可提高1.6%，效果明显。该研究成果可为向心涡轮叶顶间隙流动机理与控制提供参考和依据。
相关研究成果作为封面论文发表在《机械工程学报》（Journal of Mechanical Engineering）上。研究工作得到北京市自然科学基金、国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家自然科学基金、北京市科技计划、中科院前沿科学重点研究等的支持。
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