根据给定的工质R245fa和透平输出功率10k W,利用MATLAB软件编写有机工质向心透平气动设计程序,对设计输入参数进行敏感性分析,并利用遗传优化算法(Genetic Algorithm)对一维气动设计进行全局优化,得到约束条件下最高轮周效率为85.76%。在ANSYS平台上利用一维气动设计优化结果进行三维造型设计和计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值模拟。CFD模拟结果显示,模拟的透平输出功率与一维设计结果误差为3%,透平效率误差为2.08%,说明一维气动设计准确性。

基于信号奇异性检测的小波变换理论,利用时间分辨率优化的Gabor小波变换工具,对几种典型故障的波形和轨迹信号的奇异性特征进行了研究.研究表明,不同类型的故障信号,不仅奇异性指数的数值大小有明显的不同,而且奇异点在时间上的分布特征也有显著差异,这种差异对轴心轨迹信号尤为明显.因此,利用奇异性指数的统计量特征可以有效地区分不同类型的故障.

对中高温太阳能有机朗肯循环发电系统的有机工质进行对比分析；对发电系统的有机工质向心透平进行设计研究。根据给定的热源参数和发电功率，对甲苯、C12（十二烷）、D4（八甲基环四硅氧烷）、MDM（八甲基三硅氧烷）、MM（六甲基二硅氧烷）等工质进行详细的气动设计和多参数对比分析；根据分析结果选用甲苯为工质进行向心透平气动设计、三维造型设计和计算流体动力学（Computational fluid dynamics CFD）数值模拟验证。计算结果表明：选用甲苯为工质的ORC系统质量流量最小，系统热效率最高；模拟结果与设计结果基本一致，模拟状态参数的相对误差在2%以内，模拟的功率和轮周效率误差分别为3.16%和2.9%，表明热力设计的准确性；同时通过整机模拟，证实了该ORC向心透平具有良好的气动性能和热力学性能。