[发明专利]一种稳定无叶涡轮机输出功率的方法及系统

说明书

本发明公开了一种稳定无叶涡轮机输出功率的方法，与壳体内侧设置有超声发生模块，所述超声发生模块发射的超声波垂直于介质的流动方向，其中，所述超声发生模块为对应于圆盘半径长度，并且响应于接收到的控制信号对旋转的圆盘发生超声；基于获取的无叶涡轮机介质参数、及无叶涡轮机的几何结构及尺寸，计算出输出功率的特性数据并拟合做功介质的特性函数，当检测所述无叶涡轮机输出功率小于预设值时，发送控制信号启动超声发生模块，当检测所述无叶涡轮机输出功率大于预设值时，发送控制信号启动超声发生模块，当检测所述无叶涡轮机输出功率等于预设值时，则无叶涡轮机稳定输出功率。

技术领域

本发明涉及涡轮机控制技术领域，尤其涉及一种稳定无叶涡轮机输出功率的方法及系统。

背景技术

燃气轮机是一种以连续流动的气体为工质，把热能转化为机械功的旋转式动力机械。作为一种先进的热能动力装置，燃气轮机已经在航空、舰船，机车、电力、石油等各个工业领域得到了十分广泛的应用。传统的重型、大功率燃气轮机，主要用作航空动力装置和发电机组装置。随着分布式供电系统的发展，以及对于高功率密度和低燃料消耗率的新型动力的需求，微型和超微型燃气轮机受到了世界各国的极大重视。

燃气轮机的简单循环系统主要由压气机、燃烧室和透平等三大部件组成，再配以进气、排气、控制、传动及其他辅助系统，即可实现连续对外做功。空气被压气机从大气中吸入，经旋转的压气机叶轮压缩后进入燃烧室，与喷入的燃料燃烧后成为高温燃气，随即流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮带着压气机叶轮一起旋转。叶片是燃气轮机的关键部件，工作条件复杂，故障率高，特别是涡轮叶片，一般都在高温、高压和腐蚀的工质中工作，同时以很高的转速旋转，工作条件十分恶劣。传统燃气轮机对叶片的强度，韧性，高温稳定性，耐蚀性及冷热加工性等性能提出了很高的要求。叶轮叶片数量多，形状复杂，加工要求高，维修十分不便。尤其在微型和超微型燃气轮机中，叶片在材料，加工和装配技术上面临着巨大的困难。因此，叶片的质量不仅影响燃气轮机的整体性能，还直接决定着燃气轮机的生产和维护成本。

无叶片式涡轮机的转子是由一组平行排列的圆周转动光盘安置在轴上组成，流入流体通过安置在定子上的喷嘴进入涡轮机，由于流体边界层效应，流体吸附在光盘表面，伴随着流体表面层粘性和粘附力的作用，涡轮机中的流体将会带动圆盘做旋转作用，在圆盘的旋转的旋转运动带动下，输出轴也随之一起运动，最终得到转速功率输出。

然而，由于输入无叶涡轮机介质纯度或者其他原因，导致介质对无叶涡轮机盘体影响，例如，当介质为液体时，其介质会包含有杂质，而在介质做功时，由于盘体间距较小，杂质很可能会堆积于盘体之间造成涡轮机输出功率不稳定。

发明内容

针对上述技术问题，具体到无叶涡轮机的控制中，本领域技术人员对此做出了改进，将超声技术方式无叶涡轮机控制技术结合，以解决现有技术中存在的无叶涡轮机输出功率不稳定问题。

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明公开了一种稳定无叶涡轮机输出功率的方法，所述无叶涡轮机包括壳体，设置于所述壳体上的转轴、介质入口和介质出口，所述壳体内包括N个间隔排列的圆盘，所述圆盘固定连接于所述转轴上，包括如下步骤：

步骤1，于壳体内侧设置有超声发生模块，所述超声发生模块发射的超声波垂直于介质的流动方向，其中，所述超声发生模块为对应于圆盘半径长度，并且响应于接收到的控制信号对旋转的圆盘发生超声；

步骤2，基于获取的无叶涡轮机介质参数、及无叶涡轮机的几何结构及尺寸，计算出输出功率的特性数据并拟合做功介质的特性函数，当检测所述无叶涡轮机输出功率小于预设值时，发送控制信号启动超声发生模块，其中，所述控制信号为控制所述超声发生模块对圆盘进行清洗，并返回步骤1；

步骤3，当检测所述无叶涡轮机输出功率大于预设值时，发送控制信号启动超声发生模块，其中，所述控制信号包括控制超声发生模块的工作时间及功率大小，以达到控制做功介质的参数；