A Silicon Microturbopump for a Rankine-Cycle Power Generation Microsystem—Part I: Component and System Design
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents the design approach for a microturbopump, which is the core component of a micro steam turbine power plant-on-a-chip that implements the Rankine thermodynamic cycle for micro power generation. The turbopump integrates components that are demonstrated for the first time at microscale, such as a four-stage radial planar type microturbine and a one-sided hydrostatic thrust bearing (TB) system, along with a spiral groove viscous pump, a partially grooved seal, and a hydrostatic journal bearing. This paper presents the analytical models developed for each component, including a flow resistance model for the TB and models based on lubrication theory for the pump and seal. They are integrated to enable the microsystem design by satisfying force and power balance conditions on the rotor. Considering our previous thermodynamic cycle analysis on the Rankine micro power generation system, which is aimed at generating a few watts of electric power for applications in portable electronics or waste energy harvesting, we have designed a centimeter-scale demo turbopump device delivering 4.7 W of turbine mechanical power and 71% of turbopump efficiency in order to demonstrate the effectiveness of the component design models and system design principles. Fabrication and testing of the microturbopump are presented in the second part of this two-part paper.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».