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《2006 轴流式压气机特性线外推方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第卷第期机械工程学报乙年月刀呵’轴流式压气机特性线外推方法马文通余南华苏明上海交通大学机械与动力工程学院上海摘要针对现有轴流式压气机特性线雷诺相似外推方法的不足,提出划分虚拟微元级分段计算压气机特性的方法,,。将工质压缩过程分解成若干微元压缩段的叠加使工况变化时微元压缩段进出口相似条件能够得到保证在雷诺相似的基础上,将每一个微元压缩段外推,得到各微元压缩段特性图,并重构出压气机整机特性图。实例分析表明,、新方法可以明显减小现有雷诺外推方法产生的误差,由于虚拟微元级概念的引入,拓宽了压气机特性线获取的途径,提高了获取特性线的可靠性
2、。关键词热力系统特性图相似外推轴流式压气机中图分类号符号通流面积转速温比二———质量流量折合流量下标——多变指数周向速度参考参数———温度轴向速度微元压气机编号———压力中流量系数多变参数———砰压缩功叮效率等嫡—汀——绝热指数压比上标——微元压气机个数密度滞止参数——,—行了深入分析研究后提出将工质的压缩过程分解,月叮青成无数个微元压缩段将每一个微元压缩段抽象成虚拟的微元级,通过对微元级特性线进行相似外推、,燃气轮机的整体特性主要取决于压气机透平并分段叠加计算最后获得整台压气机非设计工况,,。和燃烧室等重要部件的特性其中压气机
3、对燃气轮下的特性从而避开雷诺相似条件的限制。、、机性能的影响最为关键一由于起动变负荷停机以及其他环境因素的干扰,压气机经常在非设计特性线外推原理工况下工作。、一为了保证燃气轮机安全高效地运,,,行准确地计算出压气机在非设计工况下的恃胜在在设计工况下对于一台设计优良的轴流式压。,燃气轮机研发与实际运行中具有非常重要的意义仪气机气流进入各级叶片的冲角一般都在零度附文献提出了一种仿真燃气轮机起动特性的近。当压气机在低于设计转速工作时,流经压气机,,。,数学模型在雷诺相似定律的基础上通过结合流的空气质量流量和增压比都将有所降低此时由,、
4、,,,体机械的基本定律和经验公式分别建立了压气机于质量流量的减少流速降低进气管的流阻减少、。燃烧室透平的稳态特性图传统方法直接利用雷压气机第一级入口处的气体压力便有所增高而比容,。,诺相似准则外推非设计转速下特性线但由于工质有所减少在压气机末几级情况则相反增压比的,阁。,的可压缩性在变工况前后与雷诺相似条件存在偏降低将使气体的压力有所降低而密度减小因此差,雷诺外推法存在明显的局限性。压气机特性图当压气机的质量流量与转速在进出口发生相同量变计算的准确性对燃气轮机整机计算的可靠性具有重化时,在压气机头几级与末几级的容积流量变化的要影
5、响,现代重型燃气轮机高压比、高精度的计算趋势是不同的,可以推断压气机进出口流量系数,二。,要求对系统仿真提出严峻挑战迫切需要改进压气沪如伽变化的趋势也是相反的此时由于空。,压气机无法满足非机特性图计算方法对压气机特性线的外推方法进气压缩程度的差异设计转速工,况与设计转速工况下的速度三角形相似这种偏差随着工质压缩程度差异的加大而加大,因此在压气。,国家自然科学基金资助项目。。收到初稿机上直接应用雷诺相似定律存在理论上的缺陷。收到修改稿©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishin
6、gHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net年月马文通等轴流式压气机特性线外推方法二‘一,,一假设条件,二玩一,,’在燃气轮机系统仿真计算中获取完整的压气,儿一,,‘一一‘机特性是不现实的通常仅能得到在高转速时的部一又一少分特性图。如图所示,将工质在压气机叶栅中的微元特性图的外推,多变压缩过程分解为无数个等压比的微元压缩段,各微元级内将原压气机进行分解后工质密度并将每个微元压缩段抽象成与之对应的微元级的作,、,变化不大根据假设条件俨在转速发生变化,功结果从而避免因工况变化时压气机进出口
7、叶片时,微元级内对应的等流量系数工况点满足雷诺相。气流攻角不匹配造成的相似工况偏差图对于一似条件,每个微元级特性都可用以一条设计转速特个结构参数不确定的压气机,提。。出如下假设条件性线为基准的特性图进行描述各微元级特性图上设计转速下,流量变化时工质沿各级的总任意一点的工况可以由微元级设计转速特性线结合,。。能量增加比例变化很小可以忽略传统的雷诺相似定律进行外推得到设计转速,,由雷诺相似定律有下各级效率差异很小认为各级效率相同。当虚拟微,工质元级数目趋于无穷大时,在微元级中密度变化量趋于无穷小各微元级设计。,撅转速下与非设计转速下
8、对应等流量系数工况点的速度三角形满足几何和运动相似条件。压气机在紊流区,工作各微元级内流场满足雷诺动力自相似条件。叽,双‘撅】一心,‘‘’,’一‘,二助一双‘,‘一式中呱丘对一一所由式可得微元级压比计算式图虚拟压气机分解示意图一’‘‘一一,特性图的分解斌戈丫川扛
