朗肯循環(huán)實驗裝置

1、產(chǎn)品簡介

配備單級軸向沖擊式渦輪機，電磁鍋爐先對水做鍋爐預(yù)熱處理，再將蒸汽進行蒸氣過熱處理，過熱蒸汽進入渦輪機膨脹做功。隨后，蒸汽經(jīng)水冷式冷凝器冷凝。冷凝水經(jīng)二次冷凝，實現(xiàn)余熱回收處理，充分利用余熱。可進行研究預(yù)熱處理和蒸汽過熱度對渦輪機效率的影響，以及不同過熱蒸汽參數(shù)(如溫度、壓力)對熱效率的影響。計算朗肯循環(huán)參數(shù)，分析優(yōu)化蒸汽參數(shù)以提升能量轉(zhuǎn)換效率。實驗中，傳感器實時監(jiān)測各關(guān)鍵點溫度、壓力和流量，渦輪機轉(zhuǎn)速和扭矩由渦流制動器處電子測量裝置測定，可在數(shù)字顯示器讀取，也能通過 USB 接口傳至計算機進行數(shù)據(jù)處理與分析。

2、學(xué)習(xí)目標(biāo)：

2.1探究朗肯循環(huán)運作機制。

2.2不同工況下渦輪機輸出性能測定。

2.3功率與扭矩曲線測定。

2.4特定工況下循環(huán)各級能量轉(zhuǎn)換效率研究研究。

2.5預(yù)熱處理對蒸汽生成率的影響。

2.6研究蒸汽過熱度對渦輪機工作效率的影響。

2.7評估余熱回收對整個系統(tǒng)能源利用率的提升利用率的提升效果。

2.8朗肯循環(huán)蒸汽消耗特性研究

2.9渦輪機部件損失現(xiàn)象調(diào)查分析

2.10總體效率與理論效率對比研究

2.11壓力-溫度關(guān)系曲線測量

3、產(chǎn)品特點

3.1冷凝水可二次回收余熱，提高能源效率

3.2采用渦流制動器施加負載，軸端裝有非接觸式迷宮密封件及密封蒸汽回路，配備多種安全裝置,確保設(shè)備安全穩(wěn)定

3.3通過在鍋爐進口處增設(shè)預(yù)熱裝置，可以提高實驗中蒸汽產(chǎn)生的效率。

3.4測量數(shù)據(jù)可直接讀取于數(shù)字顯示器，或通過USB接口傳輸至計算機，便于數(shù)據(jù)處理與分析，提高實驗效率。

4、顯示控制單元

4.1手動或自動記錄數(shù)據(jù)

4.2根據(jù)時間或設(shè)定間隔進行數(shù)據(jù)捕獲

4.3實時數(shù)據(jù)以數(shù)字形式顯示

4.4實時記錄數(shù)據(jù)，便于后續(xù)打印和分析

4.5數(shù)據(jù)可導(dǎo)出，供其他軟件使用

4.6創(chuàng)建并打印圖表和數(shù)據(jù)表

4.7支持可定制的布局選項

5、基本參數(shù)

發(fā)電功率:100W

單級軸流式渦輪

轉(zhuǎn)子內(nèi)徑:最大54mm     最大速度: 40000min

最大入口壓力:9bar abs.    最大出口壓力:1bar abs.

標(biāo)稱輸出功率:50W

5.1.測量范圍

壓力: 0~16bar (蒸汽)    0~1.6bar(冷凝器)

壓差:0~50mbar    流量:0~720L/h(冷卻水)   

速度: 0~50000min?1  扭矩:0~70Nmm

溫度:0~400℃

水連接:350L/h,排水

5.2.電磁鍋爐

工作電源:380V,9kW     鍋爐壓力:700kPa

鍋爐蒸汽最高溫度:170℃    鍋爐容積:18L

5.3 ▲三維參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)

設(shè)計模塊

（1）系統(tǒng)包括的功能模塊分別為：基本資料、熱力計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度分析、性能評估、輔助系統(tǒng)設(shè)計、材料選擇、經(jīng)濟性分析、三維可視化建模；

（2）賬戶數(shù)據(jù)庫應(yīng)區(qū)分教師與學(xué)生賬戶功能。教師賬戶功能應(yīng)具有學(xué)生賬戶管理、虛擬實驗內(nèi)容編輯、實驗報告評審、成績管理等。學(xué)生賬戶功能應(yīng)具有實驗報告查看，成績查詢等。

（3）虛擬實驗系統(tǒng)包含朗肯循環(huán)課程設(shè)計模塊、朗肯循環(huán)三維模型視頻講解演示兩部分。

（4）系統(tǒng)支持用戶輸入的朗肯循環(huán)各構(gòu)造參數(shù)，自動生成和調(diào)整相應(yīng)的三維BIM模型結(jié)構(gòu)；

（5）三維BIM模型顏色材質(zhì)搭配合理，可視化效果好；

（6）系統(tǒng)支持通過輸入不同朗肯循環(huán)各組成部分的構(gòu)造參數(shù)，按照朗肯循環(huán)設(shè)計流程，快速自動生成不同布置、不同結(jié)構(gòu)的三維朗肯循環(huán)BIM模型；

（7）系統(tǒng)能夠自動生成相應(yīng)的朗肯循環(huán)設(shè)計報告和三維設(shè)計圖；

（8）響應(yīng)文件中需要提供朗肯循環(huán)參數(shù)化建模設(shè)計計算流程報告1份和朗肯循環(huán)設(shè)計圖紙1份。

5.4▲朗肯參數(shù)設(shè)計計算參數(shù)

(1) 基礎(chǔ)資料模塊，包括：工程資料、熱力參數(shù)、流體特性資料、材料性能資料、課程設(shè)計指導(dǎo)書等；

(2) 朗肯循環(huán)裝置基本參數(shù)和結(jié)構(gòu)的選擇模塊：蒸汽初參數(shù)的確定、排汽壓力的確定、對中間再熱式朗肯循環(huán)裝置有再熱蒸汽參數(shù)確定的問題；對調(diào)節(jié)抽汽式朗肯循環(huán)裝置有抽汽壓力確定的問題、朗肯循環(huán)裝置型式(如沖動式的、反動式的等)選擇、配汽方式的選擇。

(3) 朗肯循環(huán)裝置熱力過程曲線的擬定模塊：進汽量的估算、相對內(nèi)效率的估計、熱力過程曲線的擬定、抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡初步計算。

(4) 抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡初步計算模塊：給水溫度的確定、回?zé)岢槠墧?shù)的選擇、除氧器工作壓力的選擇、擬定回?zé)嵯到y(tǒng)圖、回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡的初步計算。

(5) 漏汽量的計算模塊：閥桿漏汽量的計算、軸封漏汽量的計算。

(6) 調(diào)節(jié)級的選擇與計算模塊：調(diào)節(jié)級的選擇、理想焓降的選擇、反動度的選擇、平均直徑的選擇、熱力計算。

(7) 壓力級的級數(shù)確定和焓降分配模塊：平均直徑的確定、級數(shù)的確定、各級理想焓降的確定。

(8) 抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡計算模塊：包括熱平衡計算數(shù)據(jù)流圖的生成。

(9) 逐級詳細計算及對計算結(jié)果的修正模塊。

(10) 朗肯循環(huán)裝置轉(zhuǎn)子軸向推力的計算模塊，包括軸向推力數(shù)據(jù)流圖的生成。

(11) 通流部分三維設(shè)計結(jié)果生成模塊：三維可視化建模模塊，包括：根據(jù)設(shè)計參數(shù)自動生成三維模型、模型動態(tài)展示、模型干涉檢查。

(12) 課程設(shè)計報告生成模塊。按照學(xué)校要求自動生成相應(yīng)格式的課程設(shè)計報告。

5.5▲朗肯課程設(shè)計訓(xùn)練模塊

（1）基于三維仿真技術(shù)，建立朗肯循環(huán)裝置的BIM仿真模型，輔助學(xué)生完成朗肯循環(huán)裝置課程設(shè)計，所有的設(shè)計步驟都基于該模型進行操作。

（2）支持對三維仿真場景中模型的控制操作，如：放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等，支持一鍵視角恢復(fù)功能。

（3）支持BIM模型上展示不同功能種類的標(biāo)簽，支撐朗肯循環(huán)裝置課程設(shè)計中多類型的設(shè)計任務(wù)，標(biāo)簽類型包括但不限于：

①說明類：支持展示文字、圖片等設(shè)計信息；

②計算類：支持用戶對計算數(shù)據(jù)的輸入，承載主要設(shè)計內(nèi)容；

③圖示類：支持用戶依據(jù)設(shè)計要求上傳相關(guān)圖紙；

④表格類：支持用戶填寫相關(guān)表格；

（4）支持設(shè)計過程的知識點展示，以文字、圖片等方式說明本任務(wù)的主要內(nèi)容、注意要點等；

（5）支持設(shè)計過程中對任務(wù)書、工程資料、設(shè)計規(guī)范的查看，支持放大、翻頁、切換等交互操作；

（6）支持用戶任意選擇并查看設(shè)計任務(wù)，包括但不限于：設(shè)備認(rèn)知、基礎(chǔ)資料確定、各部分尺寸計算等。

（7）支持導(dǎo)出已完成任務(wù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并在桌面生成文件，方便用戶繼續(xù)上次進度完成課程設(shè)計。

（8）支持用戶查看成績，并以word文件型式導(dǎo)出設(shè)計報告。

（9）支持用戶自主配置任務(wù)書、工程資料、設(shè)計規(guī)范等資料，其中任務(wù)書為1份PDF文件，工程資料、設(shè)計規(guī)范可上傳多份PDF文件。

（10）支持用戶對設(shè)計任務(wù)的自主配置，包括：設(shè)計內(nèi)容配置、模型場景配置、標(biāo)簽配置、設(shè)計任務(wù)添加、刪除和名稱修改等。

（11）模型場景配置支持模型狀態(tài)的調(diào)整與切換，如白模展示、透明展示、真實材質(zhì)展示、隱藏等；

（12）支持用戶自主配置設(shè)計任務(wù)的標(biāo)簽種類，依據(jù)設(shè)計要求完善該任務(wù)下包含的標(biāo)簽種類，以多種標(biāo)簽類型豐富人機交互方式，營造更好的互動體驗；

（13）支持對標(biāo)簽中心點的自主配置，方便用戶觀察模型對應(yīng)的設(shè)計內(nèi)容。

（14）支持設(shè)置各個設(shè)計任務(wù)的初始視角，方便用戶對設(shè)計內(nèi)容進行細致觀察。

（15）支持用戶對數(shù)據(jù)流的自主設(shè)置，針對計算標(biāo)簽中的輸入框，用戶可自主設(shè)置得分分值，包括公式判定與范圍判定兩種判定型式，較完善的評測系統(tǒng)。