間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)的系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)是在簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的基礎(chǔ)上，增加壓縮空氣中間冷卻器和尾氣回?zé)崞鹘M成的間冷回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)。該復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)在寬廣的功率范圍內(nèi)具有平坦的耗油率曲線，顯著地改善了機(jī)組在部分工況的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)又有低的排氣噪聲和排氣溫度，在船舶和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域得到了人們的密切關(guān)注。采用了這一技術(shù)的WR-21燃?xì)廨啓C(jī)，已經(jīng)成為美國(guó)海軍新一代艦船推進(jìn)系統(tǒng)的主動(dòng)力裝置。為了跟蹤國(guó)外先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展，遂展開了本文的研究。 本文的研究

2、內(nèi)容是間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)基于EASY5平臺(tái)的仿真研究。首先建立了換熱器（中冷器和回?zé)崞鳎┑姆抡婺Ｐ?，?duì)其進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的仿真研究；然后針對(duì)于某型艦用三軸燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行了間冷回?zé)岬母脑煸O(shè)計(jì)；最后對(duì)所設(shè)計(jì)的間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了詳細(xì)的仿真研究。 對(duì)換熱器模塊而言，在質(zhì)量、動(dòng)量和能量守恒方程的基礎(chǔ)上把單個(gè)工質(zhì)微元體作為一個(gè)阻性環(huán)節(jié)和一個(gè)容性環(huán)節(jié)串接來處理，壓力和流量的偏微分方程由此轉(zhuǎn)換為常微分方程，簡(jiǎn)化了控制方程，從

3、而建立了沿冷熱流體各自流動(dòng)方向的一維動(dòng)態(tài)分布式仿真模型，利用此模型，計(jì)算了中冷器和回?zé)崞鞯姆€(wěn)態(tài)運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)其動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。 在對(duì)某型艦用燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行間冷回?zé)岣脑煸O(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)壓氣機(jī)進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)，以便平衡由于間冷造成的高壓壓氣機(jī)入口折合流量降低的影響。改造設(shè)計(jì)完成后，該復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率為31293.7kw，機(jī)組效率可達(dá)43.66％，提升了原燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的性能。 本文應(yīng)用模塊化建模的方法，對(duì)間冷回?zé)崛?/p>

4、氣輪機(jī)進(jìn)行了模塊劃分，在對(duì)各部件模塊獨(dú)自建模的基礎(chǔ)上，建立了該復(fù)雜循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的非線性仿真模型。利用該模型對(duì)間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)的穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行了計(jì)算，給出了機(jī)組的一些性能參數(shù)和特性曲線，并分析了大氣參數(shù)變化對(duì)機(jī)組性能的影響。在穩(wěn)態(tài)性能分析的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)的變工況性能良好，不會(huì)出現(xiàn)超速和喘振現(xiàn)象。 本文對(duì)間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的研究表明：該艦用三軸燃?xì)廨啓C(jī)采用的間冷回?zé)嵩O(shè)計(jì)