Турбина для форсированных двигателей
Блок силового агрегата/Двигатель/Компоненты двигателя внутреннего сгорания/Наддув

Блок турбины использует сохранение массы и энергии для расчета массового и теплового расхода для турбин с фиксированной или переменной геометрией. Для обхода турбины можно сконфигурировать блок с отводным клапаном. Блок использует двухходовые порты для соединения с входным и выходным контрольными объемами и приводным валом. Можно указать таблицы поиска для расчета массового расхода и КПД турбины. Как правило, производители турбин предоставляют таблицы массового расхода и КПД в зависимости от скорректированной скорости и соотношения давлений. Блок не поддерживает обратный массовый расход.
При наличии Toolbox™ калибровки на основе модели щелкните Калибровка карт рабочих характеристик (Calibrate Performance Maps), чтобы виртуально откалибровать таблицы массового расхода и производительности турбины с использованием измеренных данных.
Масса течет от входного контрольного объема к выходному контрольному объему.

Блок турбин реализует уравнения для моделирования рабочих характеристик, расхода отходов и комбинированного расхода.
При наличии панели инструментов калибровки на основе модели щелкните Калибровка карт рабочих характеристик (Calibrate Performance Maps), чтобы виртуально откалибровать скорректированные таблицы массового расхода и производительности турбины с использованием измеренных данных. В диалоговом окне выполняются эти задачи.
Задача | Описание | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Импорт данных турбины | Импортировать данные турбины из файла. Дополнительные сведения см. в разделе Использование данных (панель инструментов калибровки на основе модели).
Панель инструментов калибровки на основе модели ограничивает значения контрольной точки скорости и отношения давлений максимальными значениями в файле. Для фильтрации или редактирования данных выберите «Изменить в приложении». Откроется редактор данных панели инструментов калибровки на основе модели. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Создание моделей ответа | Панель инструментов калибровки на основе модели подходит для импортированных данных и генерирует модели отклика.
Чтобы оценить или скорректировать соответствие модели ответа, выберите Править в приложении. Откроется обозреватель модели Панель инструментов калибровки на основе модели (Model-Based Calibration Toolbox Model Browser). Дополнительные сведения см. в разделе Оценка модели (панель инструментов калибровки на основе модели). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Генерировать калибровку | Панель инструментов калибровки на основе модели откалибрует модель отклика и генерирует откалиброванные таблицы.
Чтобы оценить или скорректировать калибровку, выберите Изменить в приложении. Откроется обозреватель CAGE панели инструментов калибровки на основе модели. Дополнительные сведения см. в разделе Таблицы поиска калибровки (панель инструментов калибровки на основе модели). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Обновление параметров блока | Обновите эти скорректированные параметры массового расхода и эффективности с помощью калибровки.
|
Блок использует эти уравнения для моделирования термодинамики.
| Вычисление | Уравнения |
|---|---|
| Массовый расход вперёд | pinlet poutlet Tinlet hinlet |
Первый закон термодинамики | T02) |
Изентропная эффективность | T02T01 − T02s |
Изентропная температура на выходе, предполагающая идеальный газ, и постоянные удельные температуры | γ − 1γ |
Удельное тепловое отношение | − R |
Температура на выходе | p02p01) γ − 1γ} |
Тепловые потоки | |
Крутящий момент приводного вала |
Уравнения используют эти переменные.
| , p01 | Общее давление входного контрольного объема |
| , | Общая температура входного контрольного объема |
| , | Общий объем регулирования на входе, удельная энтальпия |
| , | Общий объем регулирования на выходе |
Общая температура контрольного объема на выходе | |
Общий объем регулирования на выходе, удельная энтальпия | |
Мощность приводного вала | |
Температура выхода из турбины | |
Общая удельная энтальпия на выходе | |
Массовый расход турбины | |
| тюрб | Расход тепла на входе в турбину |
| турб | Расход тепла на выходе турбины |
Изентропный КПД турбины | |
Изентропная общая температура на выходе | |
Общая удельная энтальпия изэнтропного выхода | |
Идеальная газовая постоянная | |
Удельное тепло при постоянном давлении | |
Удельное тепловое отношение | |
Крутящий момент приводного вала |
Блок реализует таблицы поиска на основе этих уравнений.
| Вычисление | Уравнение | |
|---|---|---|
Скорректированный массовый расход | ||
Скорректированная скорость | startT01/Tref | |
Коэффициент расширения давления | p01p02 | |
| Таблица поиска эффективности | Фиксированная геометрия (таблица 3-D) | , pr) |
| Переменная геометрия (таблица 3-D) | Lrack) | |
| Исправленная таблица поиска массового расхода | Фиксированная геометрия (таблица 3-D) | pr) |
| Переменная геометрия (таблица 3-D) | Lrack) | |
Уравнения используют эти переменные.
Общее давление входного контрольного объема | |
Коэффициент расширения давления | |
Общий объем регулирования на выходе | |
Ссылочное давление таблицы подстановки | |
Общая температура входного контрольного объема | |
Эталонная температура таблицы подстановки | |
Массовый расход турбины | |
Частота вращения ведущего вала | |
Скорректированная частота вращения приводного вала | |
Положение статива турбины переменной геометрии | |
| табл. | Таблица поиска 3-D эффективности для фиксированной геометрии |
Скорректированный массовый расход 3-D таблице поиска для фиксированной геометрии | |
| табл. | Таблица поиска 3-D эффективности для переменной геометрии |
Скорректированный массовый расход 3-D таблице поиска для переменной геометрии |
Для расчета расхода тепла и массового расхода отработавших газов в блоке турбины используется блок ограничения расхода. Блок ограничения потока использует область потока сточных вод.
AwgpctcmdAwgopen100
Уравнение использует эти переменные.
Команда «Процент площади клапана стегата» | |
Площадь клапана стока | |
Зона клапана стока при полном открытии |
Чтобы представить поток через клапан и турбину, блок использует эти уравнения.
| Вычисление | Уравнения | |
|---|---|---|
Блоки, не сконфигурированные с отводным клапаном | ||
Общий массовый расход | ||
Общий расход тепла | + qwg + qwg | |
Комбинированная температура выхода из клапана отработавших газов и турбины | ||
Блок использует внутренний сигнал FlwDir для отслеживания направления потока.
Уравнения используют эти переменные.
Общий массовый расход через клапан отработавших газов и турбину | |
Массовый расход турбины | |
Массовый расход через клапан отработанного газа | |
Общий расход тепла на входе | |
Общий расход тепла на выходе | |
| тюрб | Расход тепла на входе в турбину |
| турб | Расход тепла на выходе турбины |
Расход тепла клапана стока | |
Температура выхода из турбины | |
Общая температура выхода из блока | |
| wg | Температура выхода из клапана сточной воды |
Порог массового расхода для предотвращения деления на ноль | |
Удельное тепло при постоянном давлении |
Для учета мощности блок реализует эти уравнения.
| Сигнал шины | Описание | Уравнения | ||
|---|---|---|---|---|
|
| PwrDriveshft | Мощность, передаваемая от вала | |
| Расход тепла в порту A | |||
PwrHeatFlwOut | Расход тепла в порту B | |||
|
| PwrLoss | Потеря питания | ||
|
| Не используется | |||
Уравнения используют эти переменные.
Мощность приводного вала | |
Общий расход тепла на выходе | |
Общий расход тепла на входе |
[1] Хейвуд, Джон Б. Основы двигателя внутреннего сгорания. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1988.
[2] Эрикссон, Ларс и Ларс Нильсен. Моделирование и управление двигателями и приводами. Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания: John Wiley & Sons Ltd, 2014.