Thermal Design and Model Analysis of the Swiss-roll Recuperator for High Efficiency Microturbines

以微渦輪引擎為載具的先進微電力或微動力系統，在講求微小化的同時，也要求其具有高效率以節省能源，來因應石化能源逐漸短缺的狀況，因此採用廢熱回收之復熱式循環系統，就成為高效率微渦輪機的基礎系統，而其中影響系統效率最關鍵的因素，就是復熱器的效能，與流體通過復熱器之壓力損失等性能表現，尤其是具有高效能、低壓損、體積小、製程簡單的復熱器設計，更是各方研究的重點。本研究計畫乃針對高效率微渦輪機之復熱器，進行需求分析、性能設計與模擬計算。首先，將分析及回顧微渦輪機復熱器之應用現況、技術特性及未來發展趨勢，並探討復熱器必備的設計要件與性能需求；其次對一個創新設計且具專利優勢的瑞士卷復熱器，建立其性能設計工程方法，包括性能評價與尺寸估算方法，並分析其性能特徵，探討瑞士卷圈數與流道寬度對效能與壓損之影響，以及質量流率、冷熱流體比熱、熱傳單元等參數在設計上之角色；最後透過數值模型計算進行熱流分析，以驗證設計之正確性與實用性，並從流道內溫度、流場與壓力的變化，探究流體現象與熱傳控制等機制，對復熱器性能改善與微渦輪機效率提升將有莫大助益。

Project ID:PB9408-1580
External Project ID:NSC94-2212-E182-005