压缩空气储能涡轮

本研究针对压缩空气储能系统中涡轮在低负荷工况下的空气动力学特性与损失分布进行了深入分析，提出了一种结合随机森林回归与量纲分析的一维通风模型，可有效预测不同工况下的涡轮性能。

Zekai, Li · Shu, Weilin · Shifang, Wu · Xiaorui, Cai · Li, Sen · 刘应征

Applied Thermal Engineering 2025

参数信息

临界流动系数

0.12

转子-气流相互作用熵产占比

90–95 %

模型预测误差

<15.0 %

技术优势

确定涡轮向压缩模式转变的临界流动系数

明确流动系数低于0.12时涡轮进入压缩机模式，为运行范围划定安全边界。

量化损失的主要来源

转子-气流相互作用占总熵产的90%–95%，据此可集中优化转子设计。

提供高精度低负荷性能预测

一维通风模型在多数工况下误差小于15.0%，优于经典预测方法。

应用场景

• 压缩空气储能系统优化：用通风模型预测低负荷损失，优化运行策略。
• 可再生能源储能：提升储能系统在部分负荷下的效率，适应可再生能源波动。
• 涡轮机械设计：根据损失来源和临界工况指导涡轮气动设计。