国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

間冷循環(huán)熱力學(xué)特征及參數(shù)化分析研究

2014-12-27 02:01周亞峰朱之麗
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2014年3期
關(guān)鍵詞:總壓熱力學(xué)壓氣機(jī)

周亞峰 ,朱之麗

(1.北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,北京100191;2.中航工業(yè)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所,沈陽(yáng)110015)

間冷循環(huán)熱力學(xué)特征及參數(shù)化分析研究

周亞峰1,2,朱之麗1

(1.北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,北京100191;2.中航工業(yè)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所,沈陽(yáng)110015)

間冷循環(huán)技術(shù)是大幅提升燃?xì)廨啓C(jī)性能的有效手段。采用圖解法分析了間冷熱力循環(huán)的技術(shù)特征,并運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)論證了間冷循環(huán)技術(shù)可以提高燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率和熱效率的本質(zhì)。通過(guò)搭建數(shù)學(xué)模型,編制了計(jì)算程序,進(jìn)行了燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)與間冷循環(huán)參數(shù)化計(jì)算分析,重點(diǎn)進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)中壓比分配原則的研究,并結(jié)合實(shí)際工程案例的參數(shù)分析予以佐證。結(jié)果表明:在低壓和高壓壓比為0.3左右時(shí),間冷燃?xì)廨啓C(jī)的綜合性能最佳。

熱力循環(huán);間冷;燃?xì)廨啓C(jī);圖解法;參數(shù)優(yōu)化

0 引言

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,輕型燃?xì)廨啓C(jī)越來(lái)越朝著大功率、高效率的方向發(fā)展[1]。西方國(guó)家輕型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展主要有簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)系列化改進(jìn)和采用先進(jìn)熱力循環(huán)2種模式[2-3]。LM2500和M70系列燃?xì)廨啓C(jī)是系列化改進(jìn)模式的典型代表[4-5],但該發(fā)展模式受工業(yè)發(fā)展水平的限制,難以大幅提高燃?xì)廨啓C(jī)的功率水平。而采用間冷循環(huán)發(fā)展的LMS100燃?xì)廨啓C(jī)以其優(yōu)越的全工況性能成為目前世界上性能最為卓越的燃?xì)廨啓C(jī)。國(guó)外實(shí)踐表明,間冷循環(huán)技術(shù)是大幅提升燃?xì)廨啓C(jī)性能的有效手段。但國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的研究尚在起步階段,工程實(shí)踐缺乏必要的理論指導(dǎo),大大增加了項(xiàng)目的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和研制費(fèi)用[6-7]。

本文利用圖解法和公式推導(dǎo)法,結(jié)合參數(shù)化計(jì)算分析及工程案例分析開(kāi)展了間冷循環(huán)熱力學(xué)特征研究,闡述了采用間冷循環(huán)提升燃?xì)廨啓C(jī)性能的熱力學(xué)本質(zhì),目的是掌握間冷燃?xì)廨啓C(jī)的參數(shù)匹配原則,為工程實(shí)踐提供技術(shù)支撐。

1 燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)的基本模式

1.1 簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)

簡(jiǎn)單熱力循環(huán)中大約2/3的渦輪膨脹功是用來(lái)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的,剩余功才是燃?xì)廨啓C(jī)凈輸出功。通過(guò)系列化改進(jìn),不斷提高循環(huán)參數(shù)是提高簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)性能的基本措施,例如LM2500系列燃?xì)廨啓C(jī),從最初的LM2500原型到LM2500+,最終發(fā)展為L(zhǎng)M2500+G4[8]。然而,壓比和氣流沿程溫度升高,導(dǎo)致壓縮效率降低,壓縮功耗大大增加;同時(shí)提高渦輪前溫度也受到材料和工藝限制,難以獲得大幅度的性能提升。

1.2 間冷或間冷回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)

采用冷卻技術(shù)可以降低進(jìn)入壓氣機(jī)的氣流溫度,使氣體易于壓縮,提升壓縮效率,降低壓縮耗功,從而提高整機(jī)輸出功率;而利用燃?xì)廨啓C(jī)較高的排氣溫度,采用回?zé)峒夹g(shù)使氣流在進(jìn)入燃燒室前進(jìn)行預(yù)熱,從而降低燃油消耗,又可以提高整機(jī)熱效率,這是間冷循環(huán)和回?zé)嵫h(huán)的基本出發(fā)點(diǎn)。

1.2.1 間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)

間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)是在高、低壓壓氣機(jī)之間加裝間冷系統(tǒng)而成。氣流經(jīng)低壓壓氣機(jī)壓縮后溫度升高,不利于繼續(xù)壓縮,為此,通過(guò)冷卻系統(tǒng)降低其溫度,使氣流在后面的高壓壓氣機(jī)中易于壓縮,從而降低高壓壓氣機(jī)耗功。主要模式為冷卻介質(zhì)與被冷卻氣流非接觸式,氣流與冷卻介質(zhì)位于換熱器兩側(cè),流程彼此獨(dú)立,以GE公司LMS100間冷燃?xì)廨啓C(jī)最為典型。而冷卻介質(zhì)與被冷卻氣流摻混模式類(lèi)似于濕壓縮循環(huán),以LM6000PC燃?xì)廨啓C(jī)為典型代表。

1.2.2 間冷回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)

間冷回?zé)嵫h(huán)是在間冷循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的排氣出口再增加1個(gè)回?zé)崞鳎门艢忸A(yù)熱進(jìn)入燃燒室的氣流減少燃油消耗量,提高熱效率。基本原理是間冷循環(huán)用于提高功率,回?zé)嵫h(huán)使其保持較高的熱效率,以WR-21燃?xì)廨啓C(jī)最為典型。

國(guó)內(nèi)對(duì)間冷與間冷回?zé)嵫h(huán)已經(jīng)開(kāi)展了一些技術(shù)研究[9-13],圍繞現(xiàn)有機(jī)型的改型可行性展開(kāi),而針對(duì)間冷循環(huán)的熱力學(xué)本質(zhì)以及間冷燃?xì)廨啓C(jī)特有的濕空氣凝析等基本理論問(wèn)題的研究較少[14-16],本文利用圖解和參數(shù)化分析的方法,進(jìn)行間冷熱力循環(huán)基本特征分析,研究間冷燃?xì)廨啓C(jī)參數(shù)匹配特點(diǎn),以指導(dǎo)工程實(shí)踐。

2 間冷循環(huán)熱力學(xué)特征分析

循環(huán)參數(shù)是影響間冷循環(huán)熱力學(xué)特征的主要因素。在理想循環(huán)中,壓氣機(jī)壓縮功[17]為

從式(1)可知,當(dāng)壓比不變時(shí),進(jìn)口溫度與壓縮功成正比,因此采取冷卻進(jìn)口氣流的方式可直接且正比地降低壓氣機(jī)功耗;在進(jìn)口氣流溫降一定時(shí),壓比越大,功耗降低的絕對(duì)值也越大;同時(shí)在保持高壓壓氣機(jī)折合流量不變的前提下,進(jìn)口溫度降低,進(jìn)口氣流質(zhì)量流量增加,而功率與質(zhì)量流量的增加成正比。因此在2個(gè)壓氣機(jī)間加裝間冷系統(tǒng)是合理的,低壓壓氣機(jī)提高了冷卻系統(tǒng)進(jìn)口溫度,因而提高了換熱器效率,而流程后段采用高壓比的壓氣機(jī),降低的絕對(duì)功耗也更大。因此二者有機(jī)結(jié)合理論上可以獲得最佳整機(jī)性能。

2.1 循環(huán)參數(shù)不變

在循環(huán)參數(shù)不變時(shí)理想間冷循環(huán)和簡(jiǎn)單循環(huán)T-S過(guò)程如圖1所示。理想簡(jiǎn)單循環(huán)由絕熱壓縮、等壓燃燒、絕熱膨脹和等壓放熱4個(gè)過(guò)程組成,其有效功用S2的面積來(lái)表示。理想間冷循環(huán)是將絕熱壓縮過(guò)程(1→2)分解為低壓壓氣機(jī)中絕熱壓縮(1→2')、間冷器中等壓冷卻(2'→1')和高壓壓氣機(jī)中絕熱壓縮(1'→2")3 個(gè)過(guò)程。燃燒室加熱量由(S2+S22)增加到(S1+S2+S11+S22),增量為(S1+S11),其中 S11為間冷系統(tǒng)帶走的能量,循環(huán)有效功為(S1+S2)??梢?jiàn)在循環(huán)參數(shù)不變時(shí),間冷循環(huán)的有效功大于簡(jiǎn)單循環(huán)的有效功。

從總能系統(tǒng)來(lái)說(shuō),采用間冷循環(huán)后,燃燒室增加的能量一部分用于間冷系統(tǒng)的熱耗散,其多付出的能量利用率總是小于100%,所以總能系統(tǒng)的熱效率總是降低的。

當(dāng)總壓比π不變時(shí),低壓壓比πL越大,則高壓壓氣機(jī)壓比πc就越小,圖1的4個(gè)變量中S2、S22是不變量,S1、S11是可變量,且隨著高、低壓壓比分配變化。其幾何特征為:以理論最大溫降為假設(shè)條件(即T1'=T1),并假設(shè)高、低壓壓氣機(jī)的效率不變,則隨著πL的增大,點(diǎn)2'由極限位置1沿線段1→2逐漸靠近極限點(diǎn)2;線段1'→2"以1→1'和2→2"為邊界左移,致使S1呈0→S1max→0變化,而S11隨πL的增大而單調(diào)增加,即在壓比分配中存在最佳增壓比而無(wú)最經(jīng)濟(jì)增壓比,也就是說(shuō),在總循環(huán)參數(shù)不變時(shí),無(wú)論壓比在高、低壓壓氣機(jī)中如何分配,間冷循環(huán)熱效率總是低于簡(jiǎn)單循環(huán)的。

圖1 循環(huán)參數(shù)不變的溫熵

上述壓比分配的2個(gè)極限情況是,當(dāng)πL=π時(shí),間冷系統(tǒng)成為燃燒室前純粹的降溫系統(tǒng),燃燒室增加的能量純粹用于彌補(bǔ)間冷系統(tǒng)的熱損耗而沒(méi)有增加有效功,整機(jī)熱效率最低,此時(shí)S1=0,S11達(dá)到最大值;而當(dāng)πc=π時(shí),成為純粹的進(jìn)口降溫系統(tǒng),以T1'=T1為約束條件,即成為簡(jiǎn)單循環(huán),此時(shí)S11=0,循環(huán)熱效率最高。

按循環(huán)熱效率的定義,簡(jiǎn)單循環(huán)的熱效率為

間冷循環(huán)的熱效率為

式中:S2、S22為不變量;S1、S11是可變量,隨著總壓比的分配而變,S1呈 0→S1max→0 變化,S11呈 0→S11max變化,且S11max極限值為面積S2ao02,此時(shí)S1=0。

當(dāng) πL=π 時(shí),S1=0;S11=S11max,則

當(dāng) 0<πL<π 時(shí),假設(shè) S1=S11,S2>S22,通過(guò)數(shù)學(xué)推證可得

再次證明在總循環(huán)參數(shù)不變時(shí),間冷循環(huán)功率增加,但熱效率低于簡(jiǎn)單循環(huán)的。

2.2 循環(huán)參數(shù)提高

保持渦輪前溫度不變,提高循環(huán)壓比的熱力學(xué)T-S過(guò)程如圖2所示。在簡(jiǎn)單循環(huán)中,由于壓比提高,因而線段 3→4 左移到 3'→4',有效功由(S2+S0)變?yōu)椋⊿2+S3)。由此得出,隨著壓比提高,線段 3'→4'從3→4向1→a移動(dòng),面積(S2+S3)先變大再減小,即存在最佳增壓比。

圖2 循環(huán)參數(shù)提高的溫熵

同理,以理論最大溫降為假設(shè)條件(即T1'=T1),提高總壓比與總壓比不變的間冷循環(huán)中,有效功分別為(S1+S2+S3+S4)和(S1+S2+S0),其中 S1為不變量(假設(shè)低壓壓比不變),S0、S2、S3、S4為可變量,隨著總壓比的提高,線段 3→4向 1→a移動(dòng),S0呈 0→S0max變化,S2呈S2max→0 變化,S3呈 0→S3max→0 變化,S4呈 0→S4max變化。則

隨著壓比的提高,幾何線段3→4向1→a移動(dòng),(S3+S4-S0) 呈 0→▽S→((S4-(S2+S0)) 變化,其中(S2+S0)是原簡(jiǎn)單循環(huán)的循環(huán)功,為定值,而S4受低壓壓比的限制,通常低壓壓比較低,幾何上線段ab較短,極限條件下可趨近于0,因此在一般情況下(S4-S2)<0,可見(jiàn)在(S3+S4-S0)變化過(guò)程中一定存在 1個(gè)最大值,且最大值與低壓壓比密切相關(guān),即存在

可見(jiàn)在間冷循環(huán)中,提高總壓比的有效功遠(yuǎn)大于總壓比不變時(shí)的,且增加的絕對(duì)值與低壓壓比密切相關(guān)。即提高總壓比循環(huán)參數(shù)后,存在最佳增壓比,且最佳增壓比與總壓比及壓比分配密切相關(guān)。

同理,從熱力學(xué)熱效率表達(dá)式可進(jìn)一步佐證上述分析結(jié)果。按照間冷循環(huán)熱效率的定義可知

以 T1'=T1并假設(shè) πL不變,則S1、S11為定值,在總循環(huán)壓比提高的過(guò)程中,幾何線段3→4向1→a移動(dòng),S22單調(diào)減小、S4單調(diào)增加,且簡(jiǎn)單循環(huán)的研究表明:(S2+S3)也是呈 0→Smax→0 變化。

隨著總壓比單調(diào)提高,由式(10)可知:

(1)當(dāng)(S2+S0)<(S2+S3)

(2)當(dāng) Smax>(S2+S3)>0 時(shí),(S2+S3)單調(diào)減,但由于S4單調(diào)增有益地彌補(bǔ)了(S1+S2+S3+S4)的下降速率,而同時(shí)(S11+S22)繼續(xù)單調(diào)減仍然呈減小的趨勢(shì),η1呈減速單調(diào)增趨勢(shì)。

當(dāng)總循環(huán)壓比一定時(shí),即圖2中2"2'''3'的上邊界確定后,引起循環(huán)功變化的惟一因素就是πL,循環(huán)功(S3+S4)和S11隨著πL增大規(guī)律類(lèi)似第3.1節(jié)的變化趨勢(shì),即總增壓比在高、低壓壓氣機(jī)中的壓比分配決定了間冷循環(huán)的最佳增壓比和熱效率。

通過(guò)上述分析可知,隨著總壓比的提高,η1呈單調(diào)增加的趨勢(shì),因此總可以獲得η1>η0的結(jié)果。這就是提高循環(huán)總壓比,特別是提高高壓壓氣機(jī)壓比能大幅提升整機(jī)熱效率的熱力學(xué)解釋。

3 間冷循環(huán)參數(shù)化分析

綜上所述,通過(guò)熱力學(xué)T-S圖得出了某些定性的參數(shù)特征,搭建了計(jì)算模型,進(jìn)行了間冷與簡(jiǎn)單循環(huán)參數(shù)化對(duì)比分析,如圖3~5所示。

在不同循環(huán)模式下,比功與總增壓比的變化關(guān)系如圖3所示。從圖3中可見(jiàn),在同一總增壓比條件下,采用間冷循環(huán)能獲得更大的比功,且最佳增壓比也更高,因此,間冷循環(huán)適合于高總增壓比的條件。

圖4 總壓比與熱效率的關(guān)系

在不同循環(huán)模式下,整機(jī)熱效率與總增壓比的變化關(guān)系如圖4所示。從圖4中可見(jiàn),在總增壓比較低時(shí),簡(jiǎn)單循環(huán)熱效率高于間冷循環(huán)的,原因在于,盡管間冷循環(huán)降低了高壓壓氣機(jī)的消耗功,但由于壓比較低,獲得的收益有限;而由于間冷后降低了高壓壓氣機(jī)出口的氣流溫度,在保持渦輪進(jìn)口溫度相當(dāng)?shù)臈l件下,燃燒室溫升增加,燃料消耗量增加,當(dāng)燃料的消耗更多用于補(bǔ)充間冷器帶走的熱量時(shí),總的熱效率不是提高而是降低。只有當(dāng)總壓比超過(guò)一定值,特別是高壓壓氣機(jī)壓比較高時(shí),高壓壓氣機(jī)耗功減小的絕對(duì)值較大,且由于壓比高,減緩了高壓壓氣機(jī)出口溫度的相對(duì)降低,燃燒室溫升相對(duì)較小,減少的壓縮功收益大于間冷系統(tǒng)帶走的能量耗散,整機(jī)熱效率才能提高,因此間冷循環(huán)的最經(jīng)濟(jì)增壓比遠(yuǎn)大于簡(jiǎn)單循環(huán)的,總壓比越高,整機(jī)熱效率也越高,可見(jiàn)上述分析與圖解法定性的熱力學(xué)解釋是一致的。

間冷循環(huán)總壓比在高、低壓壓氣機(jī)中的分配計(jì)算與總性能的關(guān)系如圖5所示。從圖中可見(jiàn),低壓壓比/高壓壓比比值越小,整機(jī)熱效率越高,且熱效率隨比值以近似線性變化。當(dāng)比值為0.25~0.50時(shí),功率隨比值的變化幅度較大,功率增長(zhǎng)明顯;當(dāng)比值為0.50~1.00時(shí),對(duì)功率產(chǎn)生的影響程度大大減緩;比值為1.00時(shí),輸出功率達(dá)到最大值;比值超過(guò)1.00后,功率收益呈下降趨勢(shì),即從提高輸出功率的角度出發(fā),低壓壓比絕對(duì)不能大于高壓壓比。

圖5 壓比分配與總性能的關(guān)系

LMS100間冷燃?xì)廨啓C(jī)總壓比及其壓比分配與熱效率的計(jì)算結(jié)果如圖6所示,其最高熱效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最佳壓比分配在0.27左右。

圖6 LMS100燃?xì)廨啓C(jī)壓比分配計(jì)算結(jié)果

4 案例分析

目前WR21間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)已裝備英國(guó)45型驅(qū)逐艦,LMS100間冷燃?xì)廨啓C(jī)也投入工程實(shí)踐,可見(jiàn)2型機(jī)優(yōu)越的性能得到了業(yè)界的公認(rèn),特別是LMS100間冷燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率達(dá)到46%,代表了目前燃?xì)廨啓C(jī)的最高水平。因此,分析2型機(jī)的參數(shù)特點(diǎn)可以從另一個(gè)方面證明上述理論計(jì)算的正確性。

通過(guò)搭建計(jì)算模型,模擬計(jì)算了LMS100、LM6000PC以及WR21燃?xì)廨啓C(jī)的氣動(dòng)性能,其關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。采用間冷或回?zé)釤崃ρh(huán)模式的主要依據(jù)在于燃?xì)廨啓C(jī)出口與燃燒室進(jìn)口的氣流溫差,循環(huán)模式?jīng)Q定了熱力參數(shù)的匹配特征。

表1 3型燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比

WR-21間冷回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)的燃燒室進(jìn)口溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于排氣溫度,溫差達(dá)227℃,因此采用回?zé)嵫h(huán)并配合以變幾何渦輪技術(shù),獲得了較高的熱利用率,其高、低壓壓氣機(jī)壓比相近,以獲得最大的功率收益,該參數(shù)匹配獲得了功率與熱效率的雙重收益[18]。

LMS100間冷燃?xì)廨啓C(jī)出口與燃燒室進(jìn)口氣流溫差很小,為18℃,因此不適合采用回?zé)嵫h(huán),僅采用間冷循環(huán)即可獲得較高的性能。通過(guò)均衡輸出功率與熱效率,其低壓壓比/高壓壓比之比選擇為0.27,與圖5中的計(jì)算分析吻合。LM6000PC燃?xì)廨啓C(jī)也呈現(xiàn)同樣的技術(shù)特征,也僅采取了間冷循環(huán),只是其具體形式有所不同。工程型號(hào)的成功研發(fā)證明了本文關(guān)于間冷循環(huán)熱力學(xué)特征分析的正確性。

5 結(jié)論

通過(guò)圖解法、公式推導(dǎo)、參數(shù)化分析以及工程案例佐證等4個(gè)方面論證了間冷熱力循環(huán)的熱力學(xué)特征及參數(shù)匹配特點(diǎn),得到如下結(jié)論:

(1)采用間冷循環(huán)可大幅提高燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率,在循環(huán)參數(shù)不變情況下,間冷循環(huán)的熱效率低于簡(jiǎn)單循環(huán);在提高循環(huán)總壓比情況下,可獲得高于簡(jiǎn)單循環(huán)的熱效率,且間冷循環(huán)最佳增壓比和最經(jīng)濟(jì)增壓比均高于簡(jiǎn)單循環(huán)。

(2)間冷循環(huán)的最佳、最經(jīng)濟(jì)增壓比與總壓比以及壓比有關(guān);間冷循環(huán)更適用于低壓壓比/高壓壓比比值較小且燃?xì)廨啓C(jī)出口溫度與燃燒室進(jìn)口氣流溫差較小為特征的參數(shù)匹配條件下。

(3)低壓壓比/高壓壓比比值越小,整機(jī)熱效率越高,且熱效率隨比值以近似線性關(guān)系變化,但功率收益相對(duì)較少;當(dāng)比值為0.25~0.50時(shí),功率隨比值的變化幅度較大;當(dāng)比值為0.50~1.00時(shí),對(duì)功率產(chǎn)生的影響程度大大減弱;當(dāng)比值達(dá)到1.00時(shí),輸出功率達(dá)到最大值;比值超過(guò)1.00后,功率收益呈減少趨勢(shì)。

(4)在總壓比一定的條件下,低壓壓比/高壓壓比比值在0.30左右時(shí),能更好地兼顧整機(jī)的功率和熱效率。

[1]李孝堂.現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù) [M].北京:航空工業(yè)出版社,2006:11-19.LIXiaotang.Modern gas turbine technology[M].Beijing:Aviation Industry Press,2006:11-19.(in Chinese)

[2]李孝堂.燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展及中國(guó)的困局 [J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2011,37(3):1-7.LIXiaotang.Developmentofgas turbine and dilemma in China[J].Aeroengine,2011,37(3):1-7.(in Chinese)

[3]張忠文.艦船燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展途徑 [J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2009,35(6):48-52.ZHANG Zhongwen.Development approach ofmarine gas turbine[J].Aeroengine,2009,35(6):48-52.(in Chinese)

[4]梁春華.LM2500燃?xì)廨啓C(jī)的研制與發(fā)展[C]//航改燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)專(zhuān)題文集.沈陽(yáng):沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所,2005:212-227.LIANG Chunhua.The research and development of the LM2500 gas turbine[C]//Proceedings of the Gas Turbines Technology Based on the Aeroengine.Shenyang:Shenyang Engine Design and Research Institute,2005:212-227.(in Chinese)

[5]聞雪友.M70系列燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展與應(yīng)用 [J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2006,32(4):1-5.WEN Xueyou.Development and application of M70 series gas turbine[J].Aeroengine,2006,32(4):1-5.(in Chinese)

[6]周亞峰,尹家錄,李泳凡.某型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)方案技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2011,37(3):18-21.ZHOU Yafeng,YIN Jialu,LIYongfan.Technology risk analysis of design concept for a gas turbine [J].Aeroengine,2011,37(3):18-21.(in Chinese)

[7]李華文,梁春華.航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制降低費(fèi)用、縮短周期技術(shù)綜述[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2006,32(4):54-58.LIHuawen,LIANG Chunhua.Technologies for reducing development cost and leadtime of aeroengine[J].Aeroengine,2006,32(4):54-58.(in Chinese)

[8]王沖,金潔敏,田廣,等.不斷升級(jí)改進(jìn)的LM2500燃?xì)廨啓C(jī)[J].熱能動(dòng)力工程,2007,22(2):138-141.WANG Chong,JIN Jiemin,TIAN Guang,et al.Constantly upgraded and improved LM2500 gas turbine[J].Journal of En gineering for Thermal Energy and Power,2007,22 (2):138-141.(in Chinese)

[9]聞雪友,肖東明.對(duì)發(fā)展大功率船用燃?xì)廨啓C(jī)的新思考[J].艦船科學(xué)技術(shù),2007,29(4):17-21.WEN Xueyou,XIAO Dongming.A new concept concerning the development of high-powermarine gas turbines[J].Ship Science and Technology,2007,29(4):17-21.(in Chinese)

[10]WEN Xueyou,XIAO Dongming.Feasibility study of an intercooled-cyclemarine turbine[R].ASME 2007-GT-27609.

[11]聞雪友,李偉.WR-21新一代的船用燃?xì)廨啓C(jī)[J].熱能動(dòng)力工程,1999,14(1):1-6.WEN Xueyou,LIWei.WR-21 a new generation of marine gas turbines[J].Journal of Engineering for Thermal Energy and Power,1999,14(1):1-6.(in Chinese)

[12]張方偉,張會(huì)生,蘇明.中冷回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)[J].船舶工程,2004,26(2):7-9.ZHANG Fangwei,ZHANG Huisheng,SU Ming.On the inter-cooled recuperated gas turbine technology[J].Ship Engineering,2004,26(2):7-9.(in Chinese)

[13]肖東明,聞雪友,曾喜,等.簡(jiǎn)單循環(huán)船用燃?xì)廨啓C(jī)間冷回?zé)岣脑旆桨柑接慬J].熱能動(dòng)力工程,2004,19(1):89-92.XIAO Dongming,WEN Xueyou,ZENG Xi,et al.Exploratory study of a modification scheme incorporating inter-cooling and regeneration for a simple cycle marine gas turbine[J].Journal of Engineering for Thermal Energy and Power,2004,19(1):89-92.(in Chinese)

[14]張勤,何麗紅.壓縮機(jī)級(jí)間冷卻器凝析問(wèn)題分析及冷凝水量計(jì)算[J].壓縮機(jī)技術(shù),2005,192(4):26-27.ZHANG Qin,HE Lihong.The analysis of the condensation issue and the calculation of the condensation water of the cooler between the compressor blade rows[J].Compressor Technology,2005,192(4):26-27.(in Chinese)

[15]趙為民.預(yù)估壓縮機(jī)中間冷卻器和后冷卻器的非設(shè)計(jì)工況[J].壓縮機(jī)技術(shù),2001,170(6):7-8,12.ZHAOWeimin.The estimation of the non-design condition of the intercooler and the aftercooler of compressor[J].Compres sor Technology,2001,170(6):7-8,12.(in Chinese)

[16]周亞峰,朱之麗.間冷燃?xì)廨啓C(jī)預(yù)防凝析問(wèn)題研究[J].航空動(dòng)力學(xué)報(bào),2014,29(3):619-623.ZHOU Yafeng,ZHU Zhili.Research on the condensation preventing problem of the intercooled gas turbine[J].Journal of Aerospace Power,2014,29(3):619-623.(in Chinese)

[17]朱行健,王雪瑜.燃?xì)廨啓C(jī)工作原理及性能[M].北京:科學(xué)出版社,1992:11-12.ZHU Xingjian,WANG Xueyu.Gas turbine operation principle and performance[M].Beijing:Science Press,1992:11-12.(in Chinese)

[18]梁春華.間冷回?zé)嵫h(huán)艦船用燃?xì)廨啓C(jī)WR-21的技術(shù)特點(diǎn)[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2007,33(1):55-58,41.LIANG Chunhua.Technological feature of WR-21 marine intercooled recuperated gas turbine[J].Aeroengine,2007,33(1):55-58,41.(in Chinese)

Thermodynam ics Characteristic and Parameterized Analysis of Inter-cooled Cycle

ZHOU Ya-feng1,2,ZHU Zhi-li1
(1.Schoolof Jet Propulsion,Beihang University,Beijing 100191,China; 2.AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute,Shenyang 110015,China)

The inter-cooled cycle technology is an effective means to improve the performance of gas turbine extensively.The technique characteristic of inter-cooled thermodynamic cyclewas analyzed by the graphicmethod.The essential conclusion that the intercooled cycle can increase output power and thermal efficiency of gas turbine was demonstrated by the mathematical deduction.Parameterized calculation analysis on simple cycle and inter-cooled cycle of gas turbine was carried out by establishing themathematical model and compiling the calculation program.The pressure ratio distribution principle in the overall design scheme was studied emphatically.The principle was demonstrated with parameters analysis in real project cases.The results show that the general performance of inter-cooled gas turbine is the best,when the pressure ratios of low and high pressure are around 0.3.

thermodynamic cycle;inter-cooled;gas turbine;graphicmethod;parameters optimizing

V231.1

A

10.13477/j.cnki.aeroengine.2014.03.002

2014-04-28 基金項(xiàng)目:燃?xì)廨啓C(jī)工程研究項(xiàng)目資助

周亞峰(1963),男,在讀博士研究生,自然科學(xué)研究員,主要從事燃?xì)廨啓C(jī)總體設(shè)計(jì)工作;E-mail:13897943610@163.com。

周亞峰,朱之麗.間冷循環(huán)熱力學(xué)特征及參數(shù)化分析研究[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī),2014,40(3):8-13.ZHOU Yafeng,ZHU Zhili.Thermodynamics characteristic and parameterized analysisofinter-cooled cycle[J].Aeroengine,2014,40(3):8-13.

猜你喜歡
總壓熱力學(xué)壓氣機(jī)
了解固體和液體特性 掌握熱力學(xué)定律內(nèi)容
軸流壓氣機(jī)效率評(píng)定方法
熱力學(xué)第一定律易混易錯(cuò)剖析
航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總壓畸變地面試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法綜述
重型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)第一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片斷裂分析
可調(diào)式總壓耙設(shè)計(jì)及應(yīng)用
壓氣機(jī)緊湊S形過(guò)渡段內(nèi)周向彎靜子性能數(shù)值計(jì)算
亞聲速條件下總壓探針臨壁效應(yīng)的數(shù)值研究
2 m超聲速風(fēng)洞流場(chǎng)變速壓控制方法研究
活塞的靜力學(xué)與熱力學(xué)仿真分析
潮安县| 靖江市| 江陵县| 乳山市| 天长市| 景洪市| 新绛县| 万宁市| 尚志市| 革吉县| 绥化市| 新乡市| 武冈市| 自贡市| 石楼县| 交口县| 黄浦区| 遂川县| 孝义市| 清原| 罗平县| 嘉黎县| 广水市| 龙岩市| 正宁县| 商洛市| 内乡县| 安徽省| 和静县| 光山县| 山阳县| 手机| 三门县| 永宁县| 锡林郭勒盟| 易门县| 哈密市| 兰坪| 双峰县| 淮南市| 宁河县|