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间冷循环燃气轮机性能优化与仿真研究
| 论文题名： | 间冷循环燃气轮机性能优化与仿真研究 |
| 关键词： | 燃气轮机;间冷器;性能优化 |
| 摘要： | 大功率船用燃气轮机是当前船舶动力装置的发展趋势。在已有三轴燃气轮机的基础上进行系统较简单的间冷改造,可以缩短研发周期,减少研发费用,又能在发动机总体性能上有所跃升。本文研究燃气轮机在间冷改造后各项性能的变化情况,为大功率船用燃气轮机间冷循环的设计与研制提供有效的技术支撑。 对间冷器进行了热力设计,基于遗传算法对其结构尺寸进行了优化,使其满足换热性能、阻力损失要求的前提下质量最小。基于遗传算法对间冷循环燃气轮机设计点参数进行了优化。采用中间特征级法对低压压气机特性进行了计算;并用偏最小二乘法对高低压压气机特性线进行了拟合。 基于模块化建模思想,建立间冷循环燃气轮机各部件的相关数学模型。在MATLAB/SIMULINK仿真平台上建立间冷循环燃气轮机部件及总体仿真模型。对间冷循环燃气轮机的稳态性能进行了仿真与分析。对间冷器稳态和动态性能进行了仿真研究;研究了间冷器工作转换时,间冷循环燃气轮机分别用于驱动螺旋桨负载和电力负载的动态响应特性;初步探讨研究了压气机放气数学模型,设计了甩负荷放气控制模式,对甩负荷时放气过程进行了仿真研究。 通过仿真研究,得出间冷循环燃气轮机相对简单循环燃气轮机比功率得到显著提高,效率略有提升;间冷器出口温度随进口参数变化较为平稳;间冷器工作转换时燃气轮机只能在较低工况运行,维持供油量不变,间冷器从工作转换至不工作时燃气轮机功率将增大,反之减小。甩负荷时,动力涡轮转速超调量随放气量的增大而减小。 |
| 作者： | 骆平平 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 李淑英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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