基于Modelica语言的燃气涡轮建模及应用

为了对燃气涡轮的性能进行更好的仿真研究，利用模块化建模的方法，并根据质量和能量守恒的原理，把燃气涡轮分为流动模块和容积模块两部分。其中．容积模块看作是质量和能量的集聚，流动模块看作是质量和能量的流动。采用新型的、面向对象的仿真软件Modelica编制了燃气涡轮的仿真模型，建立了可扩展的燃气涡轮程序库，并利用该程序库与其它模型库结合，搭建了单轴燃气涡轮发动机模型，得到了合理的仿真结果，验证了该方法可行及推广应用价值。图11参8     

考虑冷气掺混和采用复合倾斜叶栅的航空燃气涡轮准三气动设计

采用准三维的计算方法,对一台两级航空燃气涡轮的低压导叶进行了改造设计,采用复合倾斜叶片以提高涡轮效率,对叶片倾斜和冷气掺混所引起的问题进行了处理和分析。     

Modelica/Dymola语言及其在燃气轮机动态仿真中的应用

Modelica／Dymola是一种新型的仿真软件，它具有的面向对象和非因果联系的特性使得编制成的模型易于理解．易于升级和维护。本文把Modelica/Dymola软件应用到燃气轮机的仿真中，编制了双轴燃气轮机的仿真程序，获得了合理的结果。使Modelica／Dymola软件的应用范围得到进一步的扩展。     

采用Modelica和Dymola的燃气涡轮的变比热仿真计算模型

结合模块化建模的方式，引入容积效应，推导了燃气涡轮变比热计算的数学模型。此外，还采用新型面向对象的仿真语言Modelica，建立可扩展的燃气涡轮仿真库；同时在Dymola平台上，利用仿真库和其它程序库，搭建单轴燃气涡轮发动机模型，对燃气涡轮动态过程进行变比热计算。与软件Gasturb和定比热计算结果对比，证明变比热计算的合理性和有效性，验证了该仿真方法的可行性，表明该方法有推广应用的价值。     

高负荷燃气涡轮静叶冷却系统的研究和设计

据《Тяжелоемащиностроение》2010年9月号报道,俄罗斯中央航空发动机研究所(ЦИАМ)的专家对高负荷燃气涡轮静叶冷却系统的设计及其优化进行了深入的研究,提出了相应的设计方法。该方法出于长远规划的考虑,设计出了可同时用于航空发动机和燃气轮机的通用燃气发生器第一级静叶。     

航空发动机涡轮流场仿真与涡轮功计算

针对航空发动机涡轮功热力分析法的不足，将计算机流场仿真与力学分析相结合，推导出了单位时间内燃气对涡轮做功的计算公式，并进行了仿真计算。结果表明，该公式不仅与燃气流场参数有关，还与涡轮转速、几何结构等有关，更适合于涡轮特性分析与结构设计。     

转子的正、反转对低压涡轮导向器的影响

《Теплознергетика》2005年6月号报导了莫斯科航空学院和俄罗斯中央航空发动机研究所针对低压涡轮转子相对于高压涡轮转子正、反转的情况，研究了它们对低压涡轮第一级导向器的影响。基于中央航空发动机研究所制定的三维方法，进行了在其转子正、反转条件下双轴燃气发生器低压涡轮第一级导向器的优化和初步设计。     

基于Dymola平台的超超临界二次再热机组切除高压加热器动态仿真

为了分析某660 MW超超临界二次再热燃煤机组快速响应动态特性,基于Modelica/Dymola平台建立了高精度二次再热机组动态仿真模型。为了验证模型的可靠性和精确性,将仿真结果与不同负荷下设计数据进行比较发现,模型在不同负荷下的静态误差均在±5%以内。针对目前灵活性运行对电网负荷快速响应要求,模拟机组在分别切除4个高压加热器后负荷的瞬态响应特性,并具体分析了切除1号高压加热器对汽轮机抽汽以及锅炉主要受热面烟气侧与蒸汽侧动态特性的影响,获得了切除高压加热器后汽轮机抽汽变化动态过程和发电功率快速响应情况,以及锅炉烟气侧与蒸汽侧的参数变化动态过程。模拟结果表明：切除4个高压加热器均可以有效增加机组瞬时电负荷,分别可以达到29.8,15.6,8和6 MW,快速发电功率增加持续时间达到1 100,100,130和250 s,说明切除高压加热器可以改善二次再热燃煤机组对电网自动发电控制(AGC)的快速响应特性。     

基于Modelica的回热型微型燃气轮机动态模拟

以Bowman TG80微型燃气轮机为研究对象,采用模块化的建模方法,基于Modelica/Dymola平台建立了回热型微型燃气轮机的全工况动态热力系统及控制系统模型。根据试验数据对模型不同负荷下的发电效率进行了对比,并通过验证模型的启动、连续变负荷和停机动态过程,确定了多个关键技术参数。最后,分析了阶跃升降25%负荷过渡过程中不同回热器热惯性、转轴转动惯量、燃烧室容积惯性和控制器参数的系统动态响应。结果表明：不同负荷下的发电效率与试验值吻合良好,设计工况相对误差为0.11%,部分负荷最大相对误差为3.58%;根据停机工况确定的转动惯量和高温气道质量分别为0.016 kg·m²和5 kg,启动和连续变负荷过程与试验数据吻合较好;回热器热惯性和转轴转动惯量是影响系统响应特性的主要因素,回热器和转轴轻量化有利于实现更优的动态响应;合理的PID控制参数可以优化控制品质,比例增益和积分时间对控制效果的影响较大,微分时间作用不明显。     

注蒸汽燃气轮机系统的性能仿真

用模块化建模的思想建立了注蒸汽燃气轮机系统的动态模型,考虑了对燃气轮机系统影响较大的转动惯性、容积惯性及蒸汽发生系统的热惯性,各部件模型具有较好的通用性.利用MATLAB软件对注蒸汽燃气轮机进行了性能仿真,系统运行特性表明,由于蒸汽的注入,燃气轮机的效率有较大提高,燃气温度大幅度降低,对延长燃机涡轮的使用寿命及抑制舰船的红外辐射是十分有利的.     

船用燃气轮机仿真研究

通过对某新型船用燃气轮机机组仿真系统的原理分析,总结其设计思想。结合现有的仿真技术,提出该系统的运行规律。通过对该系统的静态特性及动态特性的分析,为该系统的试验及性能研究提供了更好的控制策略。     

某型燃气轮机起动过程仿真

本文采用非线性化建模方法建立了某型燃气轮机的仿真模型,并对其起动过程进行了仿真。仿真结果表明：所建模型具有很高的精确性,可扩展性好,能够全面反映燃气轮机起动过程的动态特性。     

有差调节系统燃气轮机在Matlan/Simulink中的实现

给出了单轴燃气轮机及其控制系统的简单模型,并在Matlab/Simulink环境下对燃气轮机的二次调频过程和甩负荷过程进行模拟.它对于进一步研究联合循环控制系统以及IGCC电站的动态特性和控制方案具有一定的启发作用.图12参5     

基于Simulink的单轴重型燃气轮机启动过程仿真研究

本文在课题组原有工作基础上,对重型燃气轮机进行了启动及加载建模研究,在Matlab/Simulink环境下建立了重型燃气轮机启动及加载仿真模型。通过与现场启动和升负荷过程运行数据的对比,表明本文所建立的模型的正确性。     

重型燃气轮机转子不对中故障动力学数值仿真研究

不对中是重型燃气轮机转子核心部件最常见故障.以某重型燃气轮机转子为研究对象,建立重型燃气轮机转子不对中故障有限元动力学模型,通过数值仿真计算转子平行不对中、偏角不对中及复合不对中故障下的振动响应.结果 表明:转子不对中故障典型动力学特征是二倍频峰值增大,角不对中量单独增加0.5°,转子振幅增加20 μm,动力学响应对偏...