- •Рефератаннотация
- •Содержание
- •Легенда (насчет цветов):
- •Список сокращений
- •Введение
- •Ch_overview«обзорная» глава
- •Ch_theory«теоретическая» глава
- •Модель конденсатор Назначение и общие сведения
- •Ch_practice«практическая» глава
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •ПриложениЕapp_sigma. Исходный код программы «sigma»
- •Далее идет полезный материал и образцы («мясо»). Модель Конденсатор ()
- •Sec_gasdyn_turbineМодель турбина (Turbine)
- •Введение
- •Раздел 2 отчета посвящен совершенствованию ппп в части сервисных возможностей поддержки методик.
- •Заключение
- •Список использованных источников
Sec_gasdyn_turbineМодель турбина (Turbine)
Назначение и общие сведения. Модель ТУРБИНА реализована в ППП в модуле-коннекторе, и имеет, в общем, те же особенности, что и модель КОМПРЕССОР. Так, в частности, обе модели основаны на расчетной схеме распада газодинамического разрыва в граничном сечении тракта, в котором к потоку подводится (или, в случае модели ТУРБИНА – отводится) энергия в форме работы сжатия или расширения в потоке газообразного рабочего тела.
Обе модели аналогичным образом должны быть замкнуты эмпирически полученной характеристикой компрессионной (в случае модели ТУРБИНА – расширительной) машины.
Математическая
модель.Расчет течения на стыке
двух элементов ГВТ типа емкости
(рис.fig_compressor)
состоит в применении указанных соотношений
для определения текущих величин потоков
массы
и энергии
,
где
–
удельная полная энтальпия.
В основе таких моделей лежит задача о РПР начальных параметров рабочего тела на граничном элементе, свойства которого в потоке задаются статической универсальной характеристикой. Применительно к каналу, показанному на рис. fig_compressor,г, система соотношений при РПР на турбине имеет вид следующей системы НАУ:
(eq_turb_1)
(eq_turb_2)
(eq_turb_3)
Метод численной
реализации.Способ решения задачи
о РПР на турбине (ступени турбины) по
соотношениям (eq_turb_1) –
(eq_turb_3), т. е.
для случая, показанного на
(рис.fig_compressor,г). В предположениях и об автомодельности
течения по
и
об адиабатности течения в машине (или
ее ступени) характеристика может
задаваться парой двухпараметрических
зависимостей вида
(eq_turb10)
где для нормального
направления течения
,
–
показатели работы машины (ступени), а
параметры
и
обобщенно учитывают режим течения для
осевой и окружной компонент скорости
потока. Для конкретной машины и рабочего
тела (со свойствами совершенного газа)
они эквивалентны соответствующим числам![]()
Более практичным,
чем по уравнению (eq_turb10)
способом представления универсальной
характеристики турбины является
представление ее в виде наборов
экспериментальных точек, для которых
Для подстановки в расчетную процедуру
решения задачи о РПР должны проводиться
аппроксимация и дополнение ветвей
характеристики. На рис.fig_aproxy_turb_10,аибпоказан пример аппроксимации
ветвей характеристики турбины некоторого
турбокомпрессора.
Исходными данными
задачи о РПР на турбине являются параметры
состояния, величины скорости потока и
коэффициенты уравнений состояния
газовых смесей в расчетных ячейках на
концах примыкающих каналов
(рис. fig_compressor,г) и их площади сечений:
где
а
также текущее число оборотов в минуту
рабочего колеса![]()

Рисунок
fig_aproxy_turb_10_1— Представление зависимости
брать из PDF
доки gasdyn

Рисунок
fig_aproxy_turb_10_2— Представление зависимости
брать из PDF
доки gasdyn
Вначале по величинам
статических давлений, температур и
чисел
в исходных данных с помощью газодинамических
функций (eq_alpha1) –
(eq_tau2) рассчитываются
параметры нестационарного изоэнтропного
торможения
![]()
![]()
Данный прием,
эквивалентный временной замене турбины
в граничном сечении на непроницаемую
перегородку (на рис. fig_aproxy_turb_10_1не показана), служит еще и для проверки
исходных данных на предмет осуществимости
течения после РПР на турбине с,
т. е. в нормальном направлении (что
при
в принципе невозможно).
Решение задачи о
РПР на турбине может отыскиваться далее
любым методом минимизации невязки,
полученной после применения всех
алгебраических условий на элементах
автомодельного решения задачи о РПР
(турбина, контактный разрыв, две
изоэнтропные волны. Хорошо зарекомендовал
себя метод хорд для уточнения величины
в диапазоне
,
например, правая граница которого
предварительно определяется решением
уравнения
![]()
в котором величина
определена по характеристике из условия
![]()
Кроме того, каждая
из границ диапазона
может быть сдвинута (в сторону его
сужения) с учетом погрешностей
аппроксимации ветви
по
(рис.fig_aproxy_turb_10_1)
и самих границ диапазона
также
получаемых приближенно для текущей
величины частоты вращения ротора
(рис.fig_aproxy_turb_10_2).
По значению
на текущей итерации определяются
статические параметры и параметры
стационарного торможения на входе в
турбину:![]()
![]()
![]()
а также расход
и
по ним – значение обобщенной переменной
Величина степени понижения полного
давления
для
на данной итерации определяется по
характеристике турбины – из уравнения
которое также может быть эффективно
решено методом хорд, а внутренний
изоэнтропический КПД турбины в текущем
приближении – получен из![]()
Параметры за турбиной рассчитываются обычным для принятого допущения об адиабатности течения способом:
![]()
![]()

![]()
![]()
число
определяется
из уравнения
статические параметры в зоне [turb10]:![]()
скорость звука –
и потока –
Далее из условий
и
определяется число
а по нему – скорость потока в
зоне [turb10]:
.
Итерации по M4прекращаются по выполнении равенства
.
Данная
последовательность расчета гарантирует
нахождение решения задачи о РПР на
турбине при применении модели для
условий ГВТ ДВС. С небольшими изменениями
она может применяться в вариантах
расположения турбины на стыке канала
и емкости, а также к описанию течения
через компрессионную машину (ступень).
При использовании моделей каналов и
емкостей (где принята нелинейная
температурная зависимость внутренней
энергии рабочего тела) совместно с
подобными моделями граничных элементов
(где
и
приняты постоянными) должна проводиться
линеаризация.
В качестве исходных данных для работы данной модели в диалоговом окне модуля должна быть задана (в виде таблицы экспериментальных точек) универсальная характеристика газовой турбины – в обобщенных переменных.
Не хватает шаблона описания реального расчетного проекта?:
(а) проект-прототип («на посмотреть»?);
(б) реальный расчетный проект (поведем проект и сделаем «реальным»).
(обсудить с НР!)
