En comparación con una bomba de expansión centrífuga con velocidades de rotación que pueden alcanzar varias miles de revoluciones por minuto, una turbina de expansión centrífuga puede producir una potencia elevada en condiciones de baja velocidad relativa. En este artículo se estudia una nueva turbina de expansión centrífuga de bajo caudal y baja velocidad diseñada para ser utilizada en el ciclo orgánico de Rankine (ORC) con R134a como fluido de trabajo, utilizando la simulación numérica. Se utiliza el software CFX para calcular las características de funcionamiento de esta turbina a 3000 r/min, centrándose en la distribución de la velocidad de las palas en condiciones de 1,7 de relación de expansión, distribución de la presión en superficie, coeficiente de pérdida de presión y mapas de Mach dentro del flujo dinámico de las palas. Los resultados muestran que esta turbina puede alcanzar una relación de expansión de 4,0 a 3000 r/min, reduciendo eficazmente la velocidad y la carga sobre el rodamiento. Sin embargo, debido a un diseño inadecuado del perfil de las palas fijas, se produce un fenómeno de obstrucción dentro del paso de palas fijas, y el espacio entre las palas móviles tiene un impacto significativo en el rendimiento de las palas móviles, lo que afecta el rendimiento de la turbina de expansión centrífuga. Los resultados de este estudio proporcionarán una base teórica para la optimización y mejora de la turbina de expansión centrífuga.

nueva turbina de expansión; CFX; simulación numérica; número de Mach; distribución de presión en superficie; análisis del flujo interno