题目：超临界二氧化碳的非理想流体效应在临界点附近对涡轮机械损失的影响

时间：2024年8月13日 11:00-12:30

地点：机械与动力工程学院 F207会议室

邀请人：杨名洋 教授（新能源动力研究所）

报告人简介

汪锦弘，伦敦帝国理工学院(lmperial ColegeLondon)可持续能源技术与涡轮机械实验室(Sustainable Energy Technology and Turbomachinery Lab, SETTL)的在读博士研究生。 2021 年获伦敦帝国理工学院机械工程一等荣誉硕士学位。在攻读本科和硕士期间(2017-2021)，每年都入选院长名单(Dean'sList)，并在 2021 年荣获机械工程学院最优学生的总督硕士奖(Governor'sMEngPrize)。目前的研究方向包括非理想可压缩流体动力学和计算流体力学，重点研究超临界二氧化碳(sCO2)在临界点附近的物性变化对涡轮机械损失的影响。

报告摘要

近年来，超临界二氧化碳(sCO2）已被认为有潜力成为下一代发电循环的工质，在临界点附近，二氧化碳的高比热容和低粘度可以使发电循环在一些工况下实现更高的热效率。同时，涡轮机械的尺寸可以大幅减小并且保持相对简单的循环布局。然而，由于sCO2的非理想流体特性，其在临界点附近的非线性物性变化导致了复杂的流动现象。传统的气体动力学模型(比如理想气体状态方程，完全气体假设以及多方等熵线假设等)往往无法对其进行准确描述，使得许多基于空气的计算与设计模型无法被直接应用于非理想气体。因此，为了开发更广泛适用的设计和建模工具，我们需要对sCO2的基本流场行为进行更多研究，这便是我的主要研究方向。

此次报告简要介绍作者的博士课题：重点研究sCO2在临界点附近的非理想流体效应对涡轮机械损失的影响。课题将从基本假设出发，研究三种主要的涡轮机械损失类型:激波损失、混合损失和边界层损失。我们还提供了一些显式的预测工具，使得能够更快地预测sCO2在临界点附近的流场行为，从而帮助非理想气体涡轮机械的设计过程。本次报告将详细讨论关于激波和混合损失的研究工作。我们使用 Span-Wager 状态方程对两个特殊算例在二氧化碳的临界点附近进行了理论计算:无粘正激波和直管内的绝热混合。通过将得到的结果与理想气体计算结果进行对比，我们可以加深关于sCO2非理想流体效应对损失影响的理解，并对设计和优化模型的开发具有重要意义。