[发明专利]一种高压补燃发动机混合燃气涡轮绝热功计算方法

权利要求书

1.一种高压补燃发动机混合燃气涡轮绝热功计算方法，其特征在于包括：

基于SRK立方形状态方程，结合混合规则，计算得到真实气体效应下高压燃气热物性；

根据真实气体效应下高压燃气热物性，计算得到高压混合燃气涡轮真实绝热功；

结合SRK立方形状态方程，引入压缩因子，根据真实气体效应下高压燃气热物性，计算得到高压燃气涡轮的近似绝热功；

所述真实气体效应下高压燃气热物性包括高压燃气涡轮进出口气体的焓、熵和定压比热；

所述混合规则为：

式中，N为混合气体组元数量，a、α、b、σ均为SRK方程相关参数，x为混合气体组元质量分数，Vc为气体组元摩尔体积，i、j均为正整数；

所述高压燃气涡轮进出口气体的焓、熵具体计算过程包括：

建立SRK立方形状态方程：

式中，v为摩尔体积，R为通用气体常数，各参数及表达式如下：

σ₁＝1

σ₂＝0

a(T)＝[1+f_w(1-T_r^0.5)]²

f_w＝0.48508+1.5517ω-0.15613ω²

其中，T_c和p_c分别为气体的临界温度和临界压力，T_r为相对温度，表征实际温度与临界温度的比值，ω为气体的偏心因子；

高压下流体热力学性质表达式：

F^d＝F⁰(T,p)-F(T,p)

式中上角标0表示低压理想气体状态下的各变量值；T、p为高压流体的温度和压力；

已知高压燃气涡轮入口的总压、总温，将SRK方程带入上式，计算得到高压燃气涡轮入口的焓和熵：

式中，H为高压燃气的焓，S为高压燃气的熵，Z为气体压缩因子，M为气体相对摩尔质量，ρ为气体密度；

所述高压燃气涡轮进出口气体定压比热具体计算过程包括：

将涡轮做功过程看做为等熵过程，结合涡轮压比计算得到出口总温和总压，进而得到进出口气体定压比热：

式中C_P,0为理想气体定压比热；

所述计算得到高压混合燃气涡轮真实绝热功的计算公式如下：

式中，v为摩尔体积，h_t1、h_t2为高压燃气涡轮进、出口焓；

所述计算得到高压燃气涡轮的近似绝热功包括：

引入压缩因子，真实气体状态方程表示为：

pv＝ZRT

假定压缩因子保持常数不变，结合所得的高压燃气涡轮入口定压比热，求得高压燃气涡轮近似绝热功：

式中，Z为压缩因子，C_p为入口定压比热，T₀₁为入口温度，ε为涡轮压比，γ为气体比热，L_i为理想气体绝热功。