高度可靠的 Elliott 轴流式压缩机非常适合高流量、中压应用,超出了离心式压缩机设计的流量容量。轴流式压缩机的典型应用是为流化催化裂化 (FCC) 工艺、合成烟气处理、空气动力学测试、高炉应用空气提供燃烧空气,并广泛用于空气分离和硝酸厂。轴流式压缩机在广泛的运行范围内具有高效率水平,可显著节省能源。
1928 年,皇家空军学院克兰威尔分校的学员弗兰克·惠特尔正式向上级提交了涡轮喷气发动机的构想。1929 年 10 月,他进一步发展了自己的构想。1930 年 1 月 16 日,惠特尔在英国提交了他的第一项专利(1932 年获得批准)。该专利展示了一种两级轴流式压缩机,为单侧离心式压缩机供气。实用的轴流式压缩机是由 AAGriffith 在 1926 年的一篇开创性论文(“涡轮设计的空气动力学理论”)中提出的构想实现的。惠特尔后来只专注于更简单的离心式压缩机,原因有很多。惠特尔的第一台发动机于 1937 年 4 月启动。它是液体燃料,并包括一个独立的燃油泵。惠特尔的团队几乎惊慌失措,因为发动机无法停止,甚至在燃料关闭后仍在加速。原来,燃料漏入发动机并积聚成池,因此发动机只有在所有泄漏的燃料燃烧完后才会停止。惠特尔无法引起政府对他的发明的兴趣,因此开发工作进展缓慢。
在设计开发阶段,六西格玛设计概念可优化设计,使产品符合六西格玛质量标准。这意味着,即使制造、设计配置和环境等方面发生变化,稳健性和可靠性也是明确的优化目标。基于可靠性和方差的稳健设计优化的应用可实现优化设计,使其对高达六西格玛安全级别的不确定性不敏感。本文提供了一种有效的迭代解耦循环方法来减少必要的设计评估次数。该方法被应用于轴流式涡轮机的基于 CAD 和 CAE 参数的稳健设计优化,包括基于随机场建模的制造公差。概率和优化任务由 optiSLang 、SoS 执行
压缩空气储能 (CAES) 系统在可再生能源的有效储存和利用中起着关键作用。本研究深入了解了不同涡轮机类型在三种 CAES 子技术 (D-CAES、A-CAES 和 UW-CAES) 中的应用及其与存储大小的关系。全面的文献综述和分析揭示了轴流式涡轮机、径向涡轮机和准涡轮机在不同 CAES 系统中的广泛应用。还探讨了存储大小与涡轮机选择之间的相关性,强调了大型系统中对轴流式涡轮机的偏好以及小型和微型 CAES 系统中对径向涡轮机的偏好。然而,本研究也存在一些局限性,主要是缺乏对实际运行条件下涡轮机性能的深入分析,特别是在处理变化的负载和不稳定的压力条件时。此外,由于文献资源有限,没有讨论中型 CAES 系统。未来的研究应侧重于解决这些限制,以增强涡轮机在 CAES 系统中的应用和优化。总之,深入研究CAES技术及其关键组件对于实现未来更加可持续、高效的能源系统至关重要。