變幾何壓氣機(jī)對燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行特性影響研究.pdf

1、作為燃?xì)廨啓C(jī)防喘措施之一，可調(diào)靜葉在燃?xì)廨啓C(jī)變工況下的調(diào)節(jié)方案對燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行性能具有重要影響。由于時(shí)間、成本等因素的限制，采用實(shí)驗(yàn)的方法難以在較寬的運(yùn)行范圍內(nèi)對各個(gè)工況下的靜葉調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行研究。而隨著燃?xì)廨啓C(jī)仿真建模的發(fā)展，利用燃機(jī)集成仿真技術(shù)從不同角度對整機(jī)或單獨(dú)部件進(jìn)行建模已成為研究燃機(jī)運(yùn)行性能的有效方法。因此，本文以某型三軸船舶發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)為研究對象，建立了考慮變幾何壓氣機(jī)的（0-1）可變維度燃?xì)廨啓C(jī)總體仿真模型。以提高燃機(jī)運(yùn)

2、行效率為目標(biāo)，優(yōu)化得到了前三級靜葉的調(diào)節(jié)方案，并據(jù)此對可調(diào)靜葉影響下的燃?xì)廨啓C(jī)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)性能進(jìn)行了仿真研究。為燃?xì)廨啓C(jī)變工況運(yùn)行過程中可調(diào)靜葉的調(diào)控規(guī)律提供了參考。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）基于模塊化建模思想，對研究對象進(jìn)行了合理劃分，建立了船用燃?xì)廨啓C(jī)部件的數(shù)學(xué)模型。針對變幾何壓氣機(jī)特性變化的特點(diǎn)建立了新的壓氣機(jī)特性模塊和接口模塊，將壓氣機(jī)一維特性計(jì)算程序嵌入零維燃機(jī)總體模型中，使其代替原先固化的壓氣機(jī)部件

3、特性模塊。
　?。?）在船用燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)際部件裝配關(guān)系的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了模塊化模型庫的體系結(jié)構(gòu)。據(jù)此在Matlab/Simulink軟件環(huán)境下建立了包括壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、轉(zhuǎn)子、容積等模塊在內(nèi)的船用燃?xì)廨啓C(jī)仿真模型庫，并最終搭建了考慮變幾何壓氣機(jī)的變維度燃機(jī)仿真模型。同時(shí)利用 Matlab/GUI開發(fā)編制了一個(gè)具有可擴(kuò)展性的船用燃?xì)廨啓C(jī)集成仿真平臺。
　　（3）通過HARIKA壓氣機(jī)特性計(jì)算程序分析了9級軸流壓氣機(jī)前三排可調(diào)靜

4、葉單獨(dú)工作時(shí)，在不同開度、不同轉(zhuǎn)速下對于壓氣機(jī)性能的影響。以燃?xì)廨啓C(jī)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性為優(yōu)化目標(biāo)，對各個(gè)工況下前三級靜葉調(diào)節(jié)方案進(jìn)行了優(yōu)化。分別對船舶發(fā)電用燃機(jī)采用可調(diào)靜葉運(yùn)行模式和不采用靜葉可調(diào)運(yùn)行模式下，各個(gè)工況的穩(wěn)態(tài)性能參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并將兩種燃機(jī)運(yùn)行模式下的穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
　?。?）利用已建立的變維度船用燃機(jī)仿真模型對燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)在典型工況（線性加、減載，階躍突增、突減和大幅度突甩負(fù)荷）下的變化特性進(jìn)行了仿真