一种新的低温透平膨胀机优化设计方法

为了提高低温透平膨胀机的等熵效率，正确选择影响透平膨胀机性能的各主要参数（特性比u^-1,反动度ρ及轮径比μ）十分重要。为此，提出了一种新的基于遗传算法（Genetic Algorithm)的透平膨胀机优化设计方法，该优化方法无需给出显式的目标函数，无需求导和微分，可以方便地加入专家经验以提高搜索效率，并且在优化过程中可以全面地考虑约束条件，优化结果能够直接用于实际，应用该优化设计方法对一小流量低温透平膨胀机（用于逆Brayton循环制冷机）的设计变量进行优化，结果表明该优化设计方法是行之有效的。     

空气制冷机中小流量透平膨胀机的试验研究

研制开发了一个小型透平－逆Brayton循环空气制冷机系统。简要介绍了制冷机系统的研制意义及组成，对研制的小型空气制冷机系统进行了试验研究，着重研究了高速气体轴承低温透平膨胀机的热力学性能及机械性能。试验结果表明，在设计工况下研制的低温透平膨胀机具有较高的效率，且能稳定工作于设计转速。此外降温试验表明，研制的小型空气制冷机能达到设计要求的制冷温度－70℃。     

全动压气体轴承低温透平膨胀机的开发

设计了一台小型全动压气体轴承低温透平膨胀机，径向轴承采用新型弹性支承箔片径向气体轴承，止推轴承采用螺旋槽止推气体轴承。针对该透平膨胀机的机械性能做了大量试验，试验获得最大转速为220 000r/min，试验表明，该全动压气体轴承低温透平膨胀机运转稳定，对开发我国自己的全动压气体轴承低温透平膨胀机具有重要的意义。     

人工神经网络在透平膨胀机性能转换中的应用

为进一步研究透平膨胀机使用不同种工质时力性能的转化问题，在自行提出的透平膨胀机性能预测方法的基础上，应用人工神经网络，建立了一种新型的透平膨胀机热力性能转化方法，经实验结果验证，该方法合理有效。     

大功率电涡流制动氦透平膨胀机在EAST氦制冷机中的控制与调试

为保障系统的制冷量与可靠性,EAST托卡马克装置2k W氦制冷机采用了动压气体轴承电涡流制动氦透平膨胀机替代原有的油气混合轴承氦透平膨胀机。新电涡流制动氦透平膨胀机配合转子冷却回路运行,制动功率最大可达10 k W。氦透平膨胀机采用全动压径向气体轴承,而下止推轴承则引入静压气体用于增加止推轴承的承载力。目前,大功率电涡流制动氦透平膨胀机已完成在EAST氦制冷机中的安装与调试运行。介绍了电涡流制动氦透平膨胀机的测量与控制设计,在调试运行的基础上总结了氦透平膨胀机的启动与停机控制流程,并对其低温调试进行了详细分析。调试结果表明,电涡流制动的应用简化了氦透平膨胀机的启动、停机与操作流程,有助于EAST氦制冷机全自动控制的实现。     

低温氦气体轴承透平膨胀机的设计

针对我国氦透平膨胀机的研制任务，设计了一台氦气体轴承透平膨胀机。从机械性能方面就该氦透平膨胀机开展了理论与试验研究，以高稳定性为主要目标进行了氦透平膨胀机的结构设计，实现了绝热及密封、快速装拆等要求。氦透平常温、低温实验证明该机具有良好的热力性能及机械性能，本文侧重于对该氦透平膨胀机结构设计的探讨。     

低温氦气体轴承透平膨胀机实验系统设计

设计了一套氦透平膨胀机实验系统,该系统可以用来对工作在液氢—常温区范围内的不同规格的氦透平膨胀机进行性能测试,还可以用于开展以氦为工质的低温环境下透平膨胀机实验研究,以期掌握氦透平膨胀机的关键技术并进一步提高氦透平膨胀机的性能。     

增压透平膨胀机

介绍了增压透平膨胀机的应用概况和主要特点，分析了增压器给膨胀机前气体增压用的增压透平膨胀机的应用条件，提出了单级透平膨胀机的等熵比焓降最大允许值的问题。给出了增压透平膨胀机的主要参数关系式。     

新型动压箔片径向气体轴承低温透平膨胀机的开发

针对一台40Nm^3/h的空气低温透平膨胀机，设计了一种新型弹性支承箔片径向气体轴承。并对该透平膨胀机的机械性能做了大量试验，试验获得最大转速为220000r/min。试验表明，该箔片动压气体轴承低温透平膨胀机具有很好的运转稳定性，对进一步开发我国自己的全动压气体轴承低温透平膨胀机具有重要的意义。     

空气循环制冷机的有用能分析及优化

对一种空气制冷循环流程进行了计算分析,发现透平膨胀机的效率对系统制冷系数影响最大。结合实验数据,对相应的空气制冷机进行了有用能分析,找出了造成有用能损失的主要部件,损失最大发生在增压式透平膨胀机处,其有用能损失占总损失的44.5%,并提出了相应的优化措施。     

日立公司制作的透平膨胀机的国产化改造

河南平顶山市中国神马帘子布集团公司两套日立公司制作的透平膨胀机，在使用的过程中有时会出现故障，从国外进口备件不仅人格昂贵，而且周期很长。前几年透平机曾几次卡机，公司请了多家专业生产厂家进行修复，未参从根本上解决问题，长期以来机器带病工作，有时会严重影响公司正常生产，鉴于上述情况，决定对该设备的透平膨胀机进行彻底的国产化技术改造，从运行实况表明，自行设计改造的透平膨胀机，不仅结构紧凑合理，装拆方便，     

氦制冷系统气体轴承透平膨胀机设计

描述了氦制冷系统的流程设计,根据流程确定系统关键部件透平膨胀机的参数,设计并研制了一台氦气透平膨胀机.为达到氦透平膨胀机高速稳定性及高绝热效率的要求,采用NREC对氦透平膨胀机优化通流部分,采用FLUENT分析气体轴承性能,优化气体轴承机构,采用ANSYS分析优化转子结构参数,提高转子临界转速.现场试验结果表明优化设计后的氦透平膨胀机,在转速12万转/分钟稳定运行,绝热效率达到72％以上,达到了系统设计要求.     

低温装置用高速透平膨胀机

介绍近年苏联在透平膨胀机方面发展的动向与水准。主要是高压透平膨胀机、低温氦装置的透平膨胀机、液-汽透平膨胀机的应用情况、结构与性能曲线。图6。     

苏联低温工程和低温制冷机的发展（续）

克劳特循环制冷系统中广泛使用活塞膨胀机和透平膨胀机，这是因为它们能提供非常有效的制冷过程。斯特林机也是一种有效的制冷机，在苏联普遍采用这种制冷机。这里我们将分别介绍一些在苏联使用的有关膨胀机和斯特林机的研究工作，以及一些产品型号。     

高速透平膨胀制冷机热力性能实验研究

在增压透平膨胀制冷系统中采用了新型气浮轴承支承结构,并通过系统性能实验对该设备的热力参数进行研究分析。研究结果表明:当制冷机转速从40000 r/min提高到60000 r/min,制冷性能提高较大,工质流量提高了一倍,压缩机和膨胀机的出入口温差提高了一倍多,而功率却提高了近5倍。该实验结果可为增压透平膨胀机制冷性能的进一步优化提供实验参考依据。     

透平膨胀机制造参数的确定

本文分析了以往透平膨胀机最佳制造参数优化方法的局限性,提出了综合参数选择法,该法适宜计算机计算,已设计并制造出高效率的透平膨胀机,具有很强的实用性。     

透平膨胀机气体轴承多功能实验台

在一个气体轴承常温动特性实验台的基础上，改建成了一个常温低温、静动特性气体轴承实验台，以满足开发气体轴承透平膨胀机的需要。实际应用显示，通过应用该实验台可有效地掌握透平膨胀机气体轴承的多方面性能。     

小型逆布雷顿低温空气制冷机的初步实验研究

近年来,采用逆布雷顿循环的低温制冷机以其效率高、可靠性好、降温速度快、制冷范围广等特性得到广泛关注.本文搭建了一套逆布雷顿低温空气制冷机综合性能实验台,该实验台分为气源部分、制冷部分和性能测试部分.在实验台上可以进行系统降温、透平膨胀机热力及机械性能、回热器传热传质及食品冻结特性等的综合研究.这些研究可为氢、氦等逆布雷...     

径-轴流低温透平膨胀机整体性能多目标优化设计

讨论了径－轴流低温透平膨胀机整体性能多目标优化设计，对透平膨胀机，制动风机，轴向力及转子－轴承系统进行关于热力性能及机械性能的多目标优化，，开发了一套透平膨胀机设计程序。     

透平膨胀机热力性能的理论预测

为解决实测透平膨胀机性能曲线的困难，同时也为奠定组织经济，有效地相似模化试验的基础，本文提出了一种较为完善的考虑了物性的以一元流动理论为基础的透平膨胀机性能预测方法，经与试验结果对比，验证了该方法的合理性和有效性。