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萝岗高空车出租, 高空车出租, 高空车租赁    非对称双流道涡轮机脉冲流动解耦模型特点?

作者:admin 发布::2022-07-17

         萝岗高空车出租, 高空车出租, 高空车租赁    非对称双流道涡轮机脉冲流动解耦模型特点?   涡轮进口处的排气压力可以通过专用仪器在高频下测量获得,但要获得类似分辨率的高频脉冲温度和质量流量数据却非常困难。基于压力脉冲与等熵喷管方程可获得多变排气温度脉冲,涡轮机双流道进口处的排气脉冲压力和温度的关系: 𝑇̇8𝑇̅8=(8𝑃̅8)𝑛−1𝑛𝑇̇6𝑇̅6=(6𝑃̅6)𝑛−1𝑛其中𝑇̇6, 𝑇̇8分别为大小流道涡轮机进口的排气温度脉冲;𝑇̅6, 𝑇̅8 𝑃̅6, 𝑃̅8分别为大小流道涡轮机进口测试所得的平均温度和压力;𝑃̇6𝑃̇8代表大小流道涡轮机进口的排气压力脉冲;𝑛为多变指数。因此,只要得到非对称双流道进口的排气压力脉冲及稳态压力温度数据,就可以确定非对称双流道涡轮机的瞬时运行状态。发动机脉冲进气条件下小流道涡轮机的运行状态。大小流道涡轮机分别在零进气(大小流道进口无气流流动,压力为大气压)、同等进气和单进气三种条件之间交替运行。其中包含了两种运行循环: 第一种循环是在平衡阀关闭的条件下形成的。当𝑃̇8<𝑃̇6时,大流道中的一部分废气将绕过双流道分隔墙流入小流道,占据一部分小流道的空间。这种情况使得小流道涡轮机运行于零进气和同等进气边界条件之间;当𝑃̇8=𝑃̇6时,小流道涡轮机运行在同等进气条件下;当𝑃̇8>𝑃̇6时,小流道中的一部分废气将绕过双流道分隔墙流入大流道,占据大流道的一部分空间。这种情况使得小流道涡轮机运行在同等进气和单进气边界条件之间。 第二种循环类型是在平衡阀开启的情况下形成的。随着平衡阀的开启,大小流道中的废气交换变得更为容易。当𝑃̇8<𝑃̇6时,大流道中的一部分废气很容易通过平衡阀通道进入小流道,使得两个流道中的压力趋于平衡。此时,小流道涡轮机运行在零进气和等进气边界条件之间;当𝑃̇8=𝑃̇6时,小流道运行在同等进气的条件下,大小流道之间几乎不会相互窜气;当𝑃̇8>𝑃̇6时,小流道中的一部分废气很容易通过平衡阀通道流入大流道,使得两个通道内的压力趋于平衡,并占据大流道的一部分空间。随着平衡阀开度变大,小流道的单进气流动将越来越接近双通道同等进气状态。而此时小流道涡轮机的流通能力也将明显大于平衡阀关闭状态下。小流道涡轮机运行于同等进气和平衡阀开启状态下的单进气运行边界条件之间。同理,大流道涡轮机也有类似的流动特性。 

 

 

 

         同等进气和单进气工况的涡轮流通能力曲线,以及零进气工况可以清晰的划分为几个不同的运行区域。对于这些运行区域需通过在三种流量曲线之间进行差值得到。差值的控制可根据小流道和大流道进口的压力比(SPR)来进行,SPR可以通过测试双流道进口处的高频压力脉冲计算得到。SPR=1时表示非对称双流道涡轮机运行于同等进气条件。但是,触发零进气和单进气条件下的SPR(单进气条件下的SPR可分别称为临界SPRc SPR不是常量。因此需要训练一个响应曲面来预测单进气条件下的c SPR值,这可以根据实验得到。大小流道涡轮机的响应曲面𝑐𝑆𝑃𝑅𝑐𝑆𝑃𝑅𝑆可表示为与膨胀比和涡轮转速参数相关的函数: 𝑐𝑆𝑃𝑅=𝑓(𝜋𝐿𝑇,𝑆𝑃𝐷𝐿𝑇) (2-24) 𝑐𝑆𝑃𝑅=𝑓(𝜋𝑆𝑇,𝑆𝑃𝐷𝑆𝑇)    其中,𝜋𝑇𝜋𝐿𝑇分别表示小流道和大流道涡轮机的膨胀比;𝑆𝑃𝐷𝑆𝑇𝑆𝑃𝐷𝐿𝑇分别表示小流道和大流道涡轮机的转速参数。 进一步地,小流道和大流道涡轮机的流量参数𝑀𝐹𝑃𝑀𝐹𝑃可以通过公式(2-26)~(2-29)来求解。 

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       1) 平衡阀关闭情况下: 𝑀8̇={𝑃𝑅>1,1(𝜋𝑆𝑇)+[𝑆2(𝜋𝑆𝑇)−

𝑆1(𝜋𝑆𝑇)](𝑃𝑅𝑆̇−1𝑐𝑆𝑃𝑅𝑆−1)𝑆𝑃𝑅≤1,1(𝜋𝑆𝑇)𝑆𝑃𝑅𝑆𝑀6̇={𝑃𝑅>1,1(𝜋𝐿𝑇)+[𝐿2(𝜋𝐿𝑇𝐿1(𝜋𝐿𝑇)](𝑃𝑅𝐿̇−1𝑐𝑆𝑃𝑅𝐿−1)𝑆𝑃𝑅≤1,1(𝜋𝐿𝑇)𝑆𝑃𝑅𝐿

̇ 

          2) 平衡阀开启情况下: 𝑀8̇={𝑃𝑅>1,1(𝜋𝑆𝑇)+[𝑆3(𝜋𝑆𝑇)−𝑆1(𝜋𝑆𝑇)](𝑃𝑅𝑆̇−1𝑐𝑆𝑃𝑅𝑆−1)𝑆𝑃𝑅≤1,1(𝜋𝑆𝑇)𝑆𝑃𝑅𝑆 𝑀6̇=𝑃𝑅>1,1(𝜋𝐿𝑇)+[𝐿3(𝜋𝐿𝑇)−𝐿1(𝜋𝐿𝑇)](𝑃𝑅𝐿̇−1𝑐𝑆𝑃𝑅𝐿−1)𝑆𝑃𝑅≤1,1(𝜋𝐿𝑇)𝑆𝑃𝑅L其中,𝑆𝑃𝑅(𝑆𝑃𝑅)表示小流道与大流道之间的压力比(大流道与小流道之间的压力比)1(𝜋𝐿𝑇)1(𝜋𝑆𝑇)分别表示同等进气条件下的大小流道涡轮机流通能力曲线函数;𝐿2(𝜋𝐿𝑇)2(𝜋𝑆𝑇)分别表示平衡阀关闭条件下,单进气大小流道涡轮机流通能力曲线函数;𝐿3(𝜋𝐿𝑇)3(𝜋𝑆𝑇)分别表示平衡阀打开条件下,单进气大小流道涡轮机流通能力曲线函数。 获得𝑀𝑀6之后,并结合𝑇̇8, 𝑇̇6𝑃̇8, 𝑃̇6,可以得到小流道和大流道涡轮机的质量流量𝑚̇8𝑚̇6。进而,脉冲状态下大小流道涡轮机废气可获得的能量(涡轮等熵功) ℎ̇𝑠𝑒𝑛−6ℎ̇𝑠𝑒𝑛−8可以根据公式(2-30)(2-31)计算得到。 ℎ̇𝑠𝑒𝑛−8=𝑚̇8𝐶̇𝑝−8𝑇̇8[1−(10𝑃̇8)𝛾̇8−1𝛾̇8] ℎ̇𝑠𝑒𝑛−6=𝑚̇6𝐶̇𝑝−6𝑇̇6[1−(10𝑃̇6)𝛾̇6−1𝛾̇6]   其中𝐶̇−8𝐶̇𝑝−6分别表示小流道和大流道进口废气的定压比热容;𝛾̇8𝛾̇6分别表示小流道和大流道进口废气的比热比;𝑃̇10是涡轮出口压力。在一个发动机720°曲轴转角循环中,涡轮可获得能量不是均匀分布。所以,通常用720°曲轴转角循环的涡轮可获得能量为涡轮设计的重要依据。非对称双流道涡轮机的720°曲轴转角周期的平均涡轮效率(包括轴承损失) η和叶片速比U/C可以分别计算得到η=∫𝑑𝜃7200∫{𝑚̇8𝐶̇𝑝−8𝑇̇8[1−(9𝑃̇8)𝛾̇8−1𝛾̇8+𝑚̇6𝐶̇𝑝−6𝑇̇6[1−(9𝑃̇6)𝛾̇6−1𝛾̇6}𝑑𝜃7200𝑈𝐶=𝑈/√ℎ̇𝑠𝑒𝑛−8+𝑠𝑒𝑛−60.5(𝑚̇8+𝑚̇6)其中,U表示涡轮叶尖圆周速度;C表示涡轮进口等熵喷射速度;𝑊̇则表示压缩机的功率;𝜃为发动机曲轴转角。

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