發(fā)布時(shí)間：2021-04-18 11:35

　　針對查表法外推能力不可靠以及采用單一曲線擬合法時(shí)在壓氣機(jī)不同工作區(qū)域的預(yù)測與外推精度不一致的問題,提出了一種船用大型壓氣機(jī)質(zhì)量流量分區(qū)域建模方法;通過定義區(qū)域劃分函數(shù),將壓氣機(jī)整個(gè)工作區(qū)域劃分為設(shè)計(jì)工況區(qū)、低轉(zhuǎn)速區(qū)、高轉(zhuǎn)速區(qū)與低壓比區(qū),通過對比與分析經(jīng)典的和近年提出的壓氣機(jī)質(zhì)量流量數(shù)學(xué)模型的預(yù)測和外推精度,為每個(gè)區(qū)域選擇精度最高的數(shù)學(xué)模型;為防止在動(dòng)態(tài)仿真過程中當(dāng)壓氣機(jī)運(yùn)行點(diǎn)由其他區(qū)進(jìn)入低壓比區(qū)時(shí)可能出現(xiàn)的不連續(xù)間斷點(diǎn),應(yīng)用一種曲線融合方法來保證等轉(zhuǎn)速線的平滑過渡;為驗(yàn)證所提出的建模方法的正確性與有效性,將其應(yīng)用于一臺(tái)船用大型低速二沖程柴油機(jī)仿真模型中開展穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)仿真試驗(yàn)。研究結(jié)果表明:相比查表法,提出的建模方法可有效提升主機(jī)仿真模型增壓器轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)預(yù)測精度,平均絕對百分誤差由3.54%下降至0.61%,在改變主機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載這2種瞬態(tài)工況下,壓氣機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)可平穩(wěn)、連續(xù)地由設(shè)計(jì)工況區(qū)過渡至非設(shè)計(jì)工況區(qū);提出的建模方法既能準(zhǔn)確預(yù)測壓氣機(jī)設(shè)計(jì)工況區(qū)內(nèi)的已有樣本數(shù)據(jù)點(diǎn),又能合理、穩(wěn)健地外推至非設(shè)計(jì)工況區(qū),既可直接應(yīng)用于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)仿真研究中,也可用于離線生成壓氣機(jī)在全工況范圍內(nèi)的性能... 

【文章來源】：交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2020,20(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：17 頁

【部分圖文】：

壓氣機(jī)性能圖譜

圖2為壓氣機(jī)葉片進(jìn)出口處的速度三角形,其中:U1為壓氣機(jī)葉片進(jìn)口處葉梢圓周速度;C1和Cθ,1分別為葉片進(jìn)口處氣流的絕對速度和切向(θ)分量;C2、Cθ,2和Cr,2分別為葉片出口處氣流的實(shí)際絕對速度、切向與法向(r)分量;C2,0、Cθ,2,0和Cr,2,0分別為理想條件下葉片出口處氣流的絕對速度及切向與法向分量;υ1為葉片進(jìn)口處氣流的相對速度;υ2和υ2,0分別為實(shí)際與理想條件下葉片出口處氣流的相對速度;β和β0分別為實(shí)際與理想條件下葉片出口處的氣流角度。壓氣機(jī)葉片傳遞給空氣的功率P可表示為[1]

圖3為以A270-L59型船用大型壓氣機(jī)為研究對象得到的各轉(zhuǎn)速條件下ha與 m ? 的擬合結(jié)果,可知:在中、低轉(zhuǎn)速條件下,二者呈現(xiàn)出較強(qiáng)的線性關(guān)系,從而驗(yàn)證了上述假設(shè)的合理性。圖4為利用前10條等轉(zhuǎn)速線所得到的d的估算結(jié)果,可知:各轉(zhuǎn)速條件下d估算結(jié)果的差異很小,其標(biāo)準(zhǔn)差僅為0.009 9 m,這在一定程度上驗(yàn)證了利用d的算術(shù)平均值作為最終估算結(jié)果的合理性。Eriksson等[19]綜合分析了305組壓氣機(jī)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)壓氣機(jī)的最大葉梢圓周速度Umax并未出現(xiàn)較大變化,其平均值約為515 m·s-1,進(jìn)而可估算d為圖4 A270-L59型船用大型壓氣機(jī)葉片直徑估算結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種考慮傳熱現(xiàn)象的船用壓氣機(jī)等熵效率分區(qū)域建模方法[J]. 沈浩生,張均東,楊柏丞,賈寶柱.  船舶工程. 2020(07)
[2]兩級增壓對船用柴油機(jī)性能影響的試驗(yàn)[J]. 李先南,黃立,張文正,平濤,王新權(quán),賀林.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2020(02)



本文編號：3145403