一种考虑传热现象的船用压气机等熵效率分区域建模方法

发布时间：2021-07-08 09:57

　　为提升全任务轮机模拟器中主柴油机的动态仿真精度,提出一种考虑传热现象的压气机等熵效率分区域建模方法。对压气机性能图谱中的等熵效率数据进行传热校正,对一种广泛应用的压气机等熵效率模型进行改进,利用性能图谱中已有的等转速线将"比焓变-质量流量"平面划分为若干个区域,采用各区域上下限等转速线对应的样本数据将模型参数化。仿真结果表明:相比原模型,分区域等熵效率模型的预测精度有所提升,校正之后的决定系数由0.967 5增大至0.985 8,最大绝对相对误差由6.796 7%下降至2.553 5%,平均绝对百分误差由0.903 8%下降至0.642 8%;分区域等熵效率模型能较为合理、稳健地外推至非设计工况区域,向高转速区域外推时的平均绝对百分误差仅为0.842 2%,向低转速区域外推时为2.031 8%。考虑到分区域等熵效率模型的结构紧凑、计算速度快,同时能给出令人满意的预测精度和外推能力,可将其应用于基于模型的控制和故障诊断等研究领域中。 

【文章来源】：船舶工程. 2020,42(07)北大核心CSCD

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【部分图文】：

涡轮增压器内传热机制示意

3）还有一些学者假设传热现象仅发生在压缩过程之后，该过程可利用路径1→2adi→2来描述。若忽略压气机进出口工质动能的变化，仅考虑内部损耗，则压气机静态效率的一般形式可表示为

式中：cW(5)为功率，W;cm(5)为压气机的质量流量，kg/s;r为压气机叶片的半径，m；ωtc为叶片的角速度，rad/s。对于离心式压气机，若忽略进气涡流，则可认为空气在叶片入口处的角动量为0，即Uin,cCθ,in,c≈0。同时，考虑到即为工质的比焓增Δh，式（6）可进一步简化为


本文编号：3271348