[发明专利]一种船舶燃气轮机压气机母型机匹配点分布绘制方法

说明书

本发明的目的在于提供一种船舶燃气轮机压气机母型机匹配点分布绘制方法，包括如下步骤：一、初选改型机设计指标；二、应用加级匹配计算数学模型，确定两个满足改型机性能的母型机匹配点参数；三、在母型机通用特性图中，画出一条直线，获得满足改型机设计指标的所有可用匹配点；五、重选改型机设计指标，重复以上步骤，绘制直线簇，每个直线对应一个改型机设计指标。本发明可以有效确定压气机加级设计时母型机的匹配点参数和新加级参数，仅计算两个匹配点，就可以快速确定满足新机型性能指标的其他母型机匹配点参数，可用于快速确定最佳匹配点。

技术领域

本发明涉及的是一种压气机增容加级匹配方法，具体地说是船舶燃机的压气机增容加级匹配方法。

背景技术

燃气轮机技术特别是压气机技术比较复杂，要想获得一台性能优良、功率更大的燃气轮机需要花很多的精力与费用。因此当有了一台母型机之后，通过对机组的增容设计就成为进一步发展燃气轮机的主要手段。压气机作为燃气轮机的龙头和关键，对机组的增容起着决定性作用，对燃气轮机的增容的出发点就是对压气机增容。其中压气机加级已经成为了大功率压气机增容改进设计的主要手段，不仅可以大幅提高压气机的流量和压比以及机组的功率，还可以充分继承母型机优良的气动性能和结构可靠性。在压气机加级设计过程中，母型机匹配点的选取直接决定改型机的性能。如何在改型机指标论证过程中，根据多种改型机设计指标，快速、精确地在母型机通用特性图上，计算出母型机匹配点的分布是压气机增容加级气动设计的关键技术和技术难点。

发明内容

本发明的目的在于提供能快速、精确地在母型机特性图上计算出母型机匹配点的一种船舶燃气轮机压气机母型机匹配点分布绘制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种船舶燃气轮机压气机母型机匹配点分布绘制方法，其特征是：

(1)选定一个改型机设计压比和流量，选定改型机设计转速；

(2)计算改型后的母型机进口总温：

式中：为改型后的母型机进口总温，为改型机进口温度，n_φ为改型机转速，n_m为母型机转速；

(3)根据改型后母型机进口温度，计算改型压气机需要的0级总压比和等熵效率，确定改型后母型机进口总压：

式中：为零级总压比，为零级等熵效率，k为绝热指数，η_n为零级的多变效率，为改型后母型机进口总压，为改型机的进口总压；

(4)根据零级参数和母型机进口总压，计算改型机的流量、总压比和总效率：

式中：G_φ为改型机的流量，G_m为母型机的流量，为改型机的总压比，为改型机的总效率；

(5)根据以上步骤，在该改型机设计转速下，得到满足改型机设计参数的母型机的匹配点数据；

(6)再次选定一个改型机设计转速，重复步骤(1)至步骤(5)，确定满足改型机设计参数的母型机的匹配点数据；

(7)在母型机通用特性图中，连接这两个匹配点，画出一条直线；

(8)重新选定改型机设计压比、流量和效率，重复步骤(1)至步骤(5)，得到对应的直线，每个直线对应一个改型机设计压比、流量和效率，根据这些直线确定最佳母型机匹配点和改型机设计指标。