Optymalizacja turbiny promieniowo-osiowej pracującej w systemie UWCAES *

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono metodę optymalizacji geometrii wirnika turbiny powietrznej pracującej w układzie UWCAES. Opisano obiekt poddany modyfikacjom, budowę funkcji celu oraz użyte algorytmy. Na końcu porównano otrzymane wyniki z geometrią wzorcową. Przedstawiony sposób zwiększania sprawności jest możliwy do zastosowania w innych turbinach cieplnych.

SŁOWA KLUCZOWE: optymalizacja, turbiny, UWCAES, magazynowanie energii, sprawność

ABSTRACT: The work presents an optimization method of rotor blade geometry of an air turbine working in an UWCAES system. The modified object, the objective function and the used algorithms have been described. Finally, the results of the optimization process have been compared with the original case. The presented method of the efficiency improvement can be used in other thermal turbines.

KEYWORDS: optimization, turbine, UWCAES, energy storage, efficiency

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Li B., DeCarolis J. F. „A techno-economic assessment of offshore wind coupled to offshore compressed air energy storage”. Appl. Energy, 155, 2015, pp. 315÷322.
• Luo X., Wang J., Dooner M., Clarke J. „Overview of current development in electrical energy storage technologies and the application potential in power system operation”. Appl. Energy, 137, 2014, pp. 511÷536.
• Klonowicz P. „Optymizacja turbin przeznaczonych do pracy w niskotemperaturowych obiegach ORC (Organic Rankine Cycle)”. Lodz University of Technology, 2012.
• Lampart P., Hirt Ł. „Complex multidisciplinary optimization of turbine blading systems”. Arch. Mech., 64(2), 2012, pp. 153÷175.
• Witanowski Ł., Klonowicz P., Lampart P. „Optymalizacja kształtu łopatki wirnika turbiny osiowej pracującej na czynniku MDM”. Mechanik, 7, 2015, pp. 959÷970.
• Yang B., Xu Q., He L., Zhao L. H., Gu C. G., Ren P. „A Novel Global Optimization Algorithm and its Application to Airfoil Optimization”. Volume 1A: Aircraft Engine; Fans and Blowers, ASME, p. V01AT10A001, 2014.
• Chodkiewicz R. „Ćwiczenia projektowe z turbin cieplnych”. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warsaw, 2008.
• Lemmon E., Huber M., McLinden M. „REFPROP”. National Institute of Standards and Technology, 2010.
• Mueller L., Alsalihi Z., Verstraete T. „Multidisciplinary Optimization of a Turbocharger Radial Turbine”. J. Turbomach., 135(2), 2012, p. 21÷22.
• Lagarias J., Reeds J., Wright M., Wrightm P. „Convergence Properties of Nelder-Mead Simplex Method in Low Dimensions”. SIAM J. OPTIM, 9, 1998, pp. 112÷147.
• Kelley C. T. „Implicit Filtering Book”. North Carolina State University, Raleigh, North Carolina, 2011.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.7.213