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简论蒸汽燃机部件特性计算与先进循环性能仿真

收藏本文 2024-02-19 点赞:5328 浏览:13740 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:注蒸汽循环以其优越的热力学性能,成为目前解决发动机输出功率小,效率低和当前环境污染不足的重要策略之一。本论文以某型三轴燃气轮机为母型机,对母型机缺少准确的压气机特性线和涡轮特性线的缺陷,首先用外推法计算压气机特性,然后用气动函数的策略计算涡轮的特性,最后采取面向对象模块化建模策略,对燃机简单循环以及STIG循环进行比较仿真探讨。本论文主要包括以下工作内容:(1)采取中间级策略和脉谱查询法分别建立压气机特性的计算程序,对计算结果中某条曲线的仿真结果作出比较后,中间级策略误差达到最小5%,脉谱法最大误差为0.8%,最终选用脉谱查询法计算压气机特性。(2)基于一种可靠的涡轮叶栅损失模型和已知几何参数的涡轮特性计算模型,采取C语言编制了叶栅损失计算程序以及涡轮特性计算程序。通过计算程序得到计算数据,与实验数据的比较发现,计算数据与实验数据能较好的符合。仅在低工况点,高压涡轮和动力涡轮的特性计算数据与实验数据误差较大,但是仍然符合本论文的精度要求。(3)根据前两步叙述建立的压气机和涡轮特性模块,联合燃烧室模块,同时加入已建立的蒸汽发生器的部件的热力计算程序,建立整机的仿真模型,分别对燃机系统简单循环和STIG循环进行了变工况稳态仿真计算。探讨发现,局限于蒸汽发生器本身的性能,蒸汽发生器在注水量增加的历程中,蒸汽产量先增后减,由此通历程序计算,可以得到各个工况下蒸汽发生器的最大的蒸汽产量。同时由于蒸汽注入量的变化,燃机的功率以及效率的变化走势与蒸汽量的变化走势相似。关键词:部件特性论文动态仿真论文注蒸汽循环论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-10

    第1章 绪论10-19

    1.1 探讨的目的和作用10

    1.2 燃机部件特性仿真计算的国内外进展10-17

    1.2.1 压气机特性仿真计算探讨情况11-15

    1.2.2 涡轮特性仿真计算探讨近况15-17

    1.3 本论文的主要探讨内容17-19

    第2章 压气机特性计算策略19-33

    2.1 概述19

    2.2 中间特点级策略19-24

    2.3 脉谱插值法24-31

    2.3.1 Lagrange 插值26-29

    2.3.2 压气机特性拟合结果浅析29-31

    2.4 本章小结31-33

    第3章 多级轴流涡轮特性计算33-58

    3.1 涡轮特性概述33

    3.2 涡轮叶栅中的压力损失系数33-40

    3.2.1 叶型损失系数33-38

    3.2.2 端部压力损失系数38

    3.2.3 尾缘损失38-39

    3.2.4 叶尖间隙损失39

    3.2.5 总压损失系数和速度损失系数的转换39-40

    3.3 涡轮级特性计算模型40-48

    3.3.1 涡轮临界情况浅析40-41

    3.3.2 涡轮级特性计算模型41-45

    3.3.3 涡轮级特性计算步骤45-48

    3.4 多级涡轮整机特性计算48-49

    3.5 计算模型结论浅析49-56

    3.6 注蒸汽涡轮特性浅析及修正56-57

    3.7 本章小结57-58

    第4章 燃机简单循环性能仿真58-69

    4.1 前言58

    4.2 仿真数学模型58-60

    4.3 各部件模块设计60-63

    4.3.1 压气机模块60-61

    4.3.2 燃烧室模块61-62

    4.3.3 涡轮模块62-63

    4.4 整机仿真模型63-65

    4.5 整机动态仿真结果及浅析65-68

    4.5.1 设计点的校核浅析65

    4.5.2 稳态变工况性能65-66

    4.5.3 动态变工况性能66-68

    4.6 本章小结68-69

    第5章 蒸汽回注燃机性能仿真69-79

    5.1 概述69-70

    5.2 蒸汽发生系统的数学模型70-73

    5.2.1 闪蒸器数学模型71

    5.2.2 换热器计算模型71-73

    5.3 蒸汽回注燃气轮机系统仿真模型73-78

    5.3.1 蒸汽回注燃气轮机稳态仿真结果及浅析73-78

    5.4 本章小结78-79

    结论79-81

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