[发明专利]降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法及结构

权利要求书

1.一种降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，所述涡轮集气室包括集气室主体、集气室进口管和环形集气室出口，所述集气室主体整体基本呈环形，所述集气室进口管形成在所述集气室主体的径向外周边缘上，所述环形集气室出口形成在所述集气室主体的径向内周边缘上，所述环形集气室出口的环形空间中设置压缩空气储能涡轮，其特征在于：

SS1.选择一压缩空气储能涡轮集气室作为初始涡轮集气室结构；

SS2.通过实验测量或数值模拟分析的方式，确定在额定工况下所述初始涡轮集气室内部的流速分布情况；

SS3.根据步骤SS2中所确定的流速分布情况，确定所述初始涡轮集气室内壁各处的壁面摩擦力分布情况；

SS4.设定一判断阈值，根据步骤SS3中所确定的壁面摩擦力分布情况，将壁面摩擦力大于所述判断阈值的区域设定为低粗糙度处理区域；

SS5.根据步骤SS4的判断结果，至少对所述初始涡轮集气室中被设定为低粗糙度处理区域的内壁表面进行低粗糙度处理，最终得到具有局部低粗糙度壁面的压缩空气储能涡轮集气室。

2.根据权利要求1所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：步骤SS1中，所述初始涡轮集气室通过铸造或焊接方式加工而成。

3.根据权利要求1所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：步骤SS2中，所述额定工况包括进气来流的额定压力和额定进口速度。

4.根据权利要求3所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：进气来流的额定压力范围为0.1MPa～10MPa。

5.根据权利要求1所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：步骤SS4中，对于壁面摩擦力不大于所述判断阈值的区域，粗糙度保持不变。

6.根据权利要求1所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：步骤SS4中，低粗糙度处理区域为集气室上部、进口区域和出口区域。

7.根据权利要求1所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：步骤SS5中，经粗糙度加工处理后，低粗糙度壁面的粗糙度相较于粗糙度保持不变的内壁表面的粗糙度至少低一个数量级。

8.根据权利要求7所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：低粗糙度壁面的粗糙度为0.8～1.6μm，粗糙度保持不变的内壁表面的粗糙度大于50μm。

9.根据权利要求1所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：所述压缩空气储能涡轮，其结构为轴流式、向心式、混流式、离心式、单级或多级结构。

10.根据权利要求1所述的降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法，其特征在于：所述压缩空气储能涡轮集气室采用螺旋线蜗壳，轴对称紧凑结构，及环形腔室。

11.一种具有局部低粗糙度壁面的压缩空气储能涡轮集气室，其特征在于，所述涡轮集气室根据权利要求1至9任一项所述的方法得到。