厘米級微型渦輪轉子系統之開發與測試

Development and Testing of a Millimeter Turbine Rotor System

陳立翔(HASH(0x1a887a80))

指導教授 ： 蔣小偉

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2008年)

摘要

在這能源危機逐漸浮現的時代，發電系統的改良與精進已成為目前各國所發展的重要目標之一。而小型攜帶式發電系統具有高效率、便利性的特色，更是學術界研究的重點方向。其中，渦輪發電系統的高能量密度、可靠性及結構簡單，更被視為最適合用於微型發電的開發中。
本研究目標為開發直徑20mm之厘米級微型壓縮機轉子，並對厘米級微型壓縮機及渦輪機做一整體的規劃，將壓縮機及渦輪機之轉子加以設計配合。此外利用漸擴式渦螺管道取代複雜的葉片式擴散器作為轉子外罩，並設計及製造完整的壓縮機及渦輪機轉子系統。
在完成整體系統設計後，則進行轉子系統的模態分析。利用有限元素分析軟體，模擬系統的振動模態及自然頻率分佈，建立系統的坎貝圖及臨界轉速圖。實驗方面則包括系統靜態敲擊測試及動態運轉量測，利用壓力計、流量計、轉速計等實驗設備以量測壓縮機的特性及系統的性能。另外，也會利用頻譜分析儀即時監測系統運轉的振動情形，以判斷系統的運轉過程是否在安全的狀態。
最後，則針對模擬與實驗的結果進行比較與討論，包括靜態敲擊測試與無軸承自由端分析的驗證，及坎貝圖和臨界轉速圖的比較。了解兩者的誤差及模擬的準確性，並估計系統的軸承剛性，以預測系統在運轉下的臨界轉速分佈，確保運轉時的安全性。

關鍵字

微型渦輪轉子系統 ； 壓縮機

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無資料

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HASH(0x1a8882b0) ； HASH(0x1a888350)

參考文獻

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