某涡扇发动机最小油耗模式性能优化算法研究

针对发动机安全性、减少油耗、降低热应力问题,研究某型涡扇发动机非线性数学模型,在满足发动机各部件物理约束条件和推力相等的条件下,采用遗传算法就巡航状态下耗油率最低,对性能指标进行寻优,寻优过程用GAlib类库的遗传算法和涡扇发动机非线性数学模型结合编程实现.在地面及空中巡航状态下分别进行仿真,在推力相等的条件下,地面巡航状态的耗油率在优化后比优化前降低了13.8%,空中巡航状态的耗油率在优化后比优化前降低了9.45%.研究表明:遗传算法适用于像涡扇发动机巡航状态性能寻优这样大规模、高度非线性及无解析表达式的性能优化.     

双转子涡喷发动机气动性能优化控制研究

航空发动机的控制规律作用巨大,它决定了发动机能否获得设定的稳态工作下性能指标,同时保证工作过程中的压气机和涡轮的气动稳定性;双转子涡喷发动机气动性能优化控制的目的就是有效地挖掘发动机的使用潜力;研究方法采用部件特性法对发动机进行稳态建模,并针对某双转子涡喷发动机的稳态模型进行三种不同稳态控制规律下的仿真,得到发动机性能参数的不同变化趋势,并对其进行了详细的分析;结果表明:保持低压转子转速不变的情况下,随着压气机进口总温的增加,高压转子转速上升,涡轮前温度升高,发动机推力增加;保持涡轮前温度不变的情况下,随着压气机进口总温的升高,低压压气机气动负荷变重,低压转子转速降低;高压转子转速也下降,但是下降幅度很小;燃油流量增加;保持高压转子转速不变的情况下,随着压气机进口总温的升高,燃油流量有一定的增加,低压转子转速有所降低;推力受多重因素的影响,推力值变化趋势较为复杂。     

测量耙对小尺寸发动机性能影响的研究

采用燃气发生器法进行小尺寸涡喷/涡扇发动机性能评价时,测量耙对截面参数和喷管特性的准确获取存在影响,最终导致发动机标准净推力准确度降低.为了减小上述影响,降低标准净推力计算误差,讨论了测量耙对发动机共同工作的影响,分析了测量耙对发动机喷管性能的影响,并基于数值仿真研究带耙/无耙喷管特性、测量耙损失特性,结合测量耙后截面...     

某发动机高压压气机结构3D建模与模态分析

通过结构分析某型发动机高压压气机,利用三维建模软件NX对其主要零部件开展3D建模,并进行装配,使得高压压气机的结构更加直观。使用ANSYS软件模态分析带有损伤的叶片,主要目的是得到在不同频率下带有损伤的转子叶片的振动形态,提高航空发动机的维修效率,加强飞机的飞行安全。     

航空发动机转子叶尖间隙测量

简述了航空发动机转子叶尖间隙控制的意义及作用,转子叶尖间隙设计选择的依据.以某型风扇和某型高压压气机转子叶尖间隙测量为例,具体分析了间隙对性能的影响作用和变化规律,论证了间隙测试技术作为一种指导和验证手段在工程应用中的重要作用.     

基于RS485总线的多编码器数据采集系统研制及改进验证

为解决某型航空发动机高压压气机静子叶片角度安装精度问题,设计了基于RS485总线的多编码器数据采集系统,详细介绍了系统的结构以及改进方案。方案均在实际中得到验证,具有一定的工程参考价值。     

单级轴流压气机数值仿真研究

压气机作为发动机推进系统的关键部件,部件的性能对发动机多项性能指标有决定性的影响.为了提高发动机的稳定性,需要对压气机数值模型进行研究.采用计算流体力学方法,空间离散格式采用二阶精度的高精度数值格式来求解雷诺平均的N-S方程.通过数值仿真数据和公布的通用压气机实验数据对比,在压气机数值计算中得到与实验一致的结果,并分析了湍流模型和动静叶交接面对压气机总性能数值计算的影响.结果表明,选择适当的模型可以使数值仿真更接近实验结果,对工程应用有一定的指导作用.     

一体化变几何冲压发动机控制规律研究

为达到减轻导弹发射总重和提高导弹机动性的目的,建立了基于能量法的一体化超声速导弹/冲压发动机控制规律优化设计模型,通过合理调节尾喷管喉部面积,减小进气道的亚声速溢流阻力和提高总压恢复系数,降低冲压发动机的耗油率,实现一体化控制规律,在优化设计模型中,包含导弹升阻特性预测模型、冲压发动机特性与安装特性计算模型.将相应的计算程序在iSIGHT软件平台中进行集成并利用其优化功能,实现了尾喷管最优控制规律设计.对某型冲压发动机的计算结果表明,通过优化调整尾喷管喉部面积,可以显著降低导弹的发射总重,并明显提高导弹机动性.     

带有弯曲静子的压气机数值仿真

针对某两级低速轴流压气机第一级静子通道小流量范围内存在轮毂-角区失速现象,为了提高压气机的效率,采用计算流体力学方法,对第一级静子进行了不同的弯曲变化数值仿真,分析研究了静子弯曲对压气机性能和轮毂-角区失速的影响。结果表明,弯曲叶片能够通过改变静子轮毂表面静压分布,减缓低能流体的横向流动,从而有效地抑制小流量范围内的轮毂-角区失速,压气机的压比和效率得到较大的提升。     

某型涡扇发动机进口空气流量测量参数敏感性分析

基于某型涡扇发动机飞行台试飞,以某型涡扇发动机进口空气流量的测量为研究对象;首先建立了发动机进口空气流量计算模型以及相应的误差计算模型,其次采用辨识方法确定了测量参数的敏感系数,最后针对测量参数的无量纲敏感系数随飞行高度和发动机状态的变化进行了分析;分析结果表明:发动机进口空气对测量截面半径最为敏感,其次为主流区总压、主流区总温和主流区总静压差,对附面层位移厚度敏感性较差,且在发动机设计状态附面层对空气流量的影响为3%。     

数字音频压限器设计与实现

分析了音频压限器的算法,对起控时间和释放时间这两个参数的处理进行了说明,并使用MATLAB软件和DSP硬件对压限算法进行了验证.以DSP芯片TMS320VC5501和微控制器STC89LE58RD+为核心构建系统平台,给出了硬件和软件设计.使用同一音源对音频压限器进行了测试,将测试结果和MATLAB结果进行了对比,两者平均误差0.38%,验证了设计方案的正确性,满足音频压限器高精度要求,为高精度音频压限器的设计提供了一种新的思路.     

CZ60/30型船用空压机缸内压差数值模拟

为了解压差式空压机二级缸内压力相互作用情况,提高工作效率,基于CZ60/30船用空压机气缸和活塞的结构以及该型空压机工作特点,建立高、低压级气缸内压力和压差关系的数学模型,通过MATLAB进行模拟.通过模拟结果分析气缸余隙高度对缸内压力和压差的影响情况,并得到高、低压级气缸压力随时间的变化曲线,为高效的空压机设计和故障分析提供参考.     

Predictive hybrid control of the supermarket refrigeration benchmark process

Predictive control is applied to a supermarket refrigeration process in which all actuators are on/off devices. This process has been proposed as a benchmark for the evaluation of hybrid control methods. It is shown that decentralized predictive control of display case temperatures, when combined with predictive control of suction manifold pressure, can greatly reduce or eliminate on/off compressor cycling. The strategy is scalable to large systems. Results are presented for an application involving 10 display cases and six compressors. Traditional hysteresis control causes synchronization of display case temperature oscillations. The proposed predictive approach includes desynchronization, which is shown to be necessary for minimization of compressor cycling. Finally, it is shown that the minimum possible number of compressor cycles can be estimated. This limit on control system performance is imposed by process design and operating conditions. It is also shown that the recommended predictive control strategy operates close to the minimum possible number of compressor cycles for the benchmark process.     

The dynamic method of determination of the piezoelectric hydrostatic coefficients

The dynamic method of the determination of the piezoelectric hydrostatic coefficients, d_h, was improved. We have constructed new equipment for more exact measurement by means of the direct dynamic method. The piston for the high-pressure mechanical excitation of pressure changes was used. The advantage of the proposed method is a low frequency (about 1 Hz) pressure excitation. The lever hydraulic press is able to create the hydrostatic pressure inside the pressure chamber up to 70 MPa. The temperature control is realised by the PID temperature controller with a resistivity heater and by the compressor cooler.     

煤矿压风机组调度模型的研究

针对压风机耗电量较大的问题,提出了一种压风机组优化控制方案,即通过建立压风机组调度模型实现恒压节能目标。该模型的优化控制原理:当管网压力变化时,通过对压风机组中每台压风机的状态进行恒压决策、节能决策、分配决策,使管网压力维持在规定的范围之内,即0.58~0.65 MPa。测试结果验证     

Cooling Load Density Optimization of an Irreversible Simple Brayton Refrigerator

The performance optimization of an irreversible simple Brayton refrigerator coupled to constant-temperature heat reservoirs is carried out by taking the cooling load density, i.e., the ratio of cooling load to the maximum specific volume in the cycle, as the optimization objective using finite-time thermodynamics (FTT) or entropy generation minimization (EGM) in this paper. The analytical formulae about the relations between cooling load density and pressure ratio, as well as between coefficient of performance (COP) and pressure ratio are derived with the heat resistance losses in the hot- and cold-side heat exchangers, and the irreversible compression and expansion losses in the compressor and expander. The influences of the effectiveness of the heat exchangers, the temperature ratio of the reservoirs, and the efficiencies of the compressor and expander on the cooling load density versus COP are provided by numerical examples. The cooling load density optimization is performed by searching the optimum pressure ratio of the compressor, and searching the optimum distribution of heat conductance of the hot- and cold-side heat exchangers for the fixed total heat exchanger inventory. The influences of some design parameters, including the effectiveness of the heat exchangers between the working fluid and heat reservoirs, the efficiencies of compressor and expander, the temperature ratio of heat reservoirs, on the maximum cooling load density, the optimum heat conductance distribution and the optimum pressure ratio are provided by numerical examples. The refrigeration plant design with optimization leads to a smaller size including the compressor, expander, and the hot- and cold-side heat exchangers.     

压风机恒压供风系统设计

针对某矿压风机往井下输送高压空气时存在输气总管压力波动大且调节困难的问题,设计了一种基于变频调速和闭环负反馈控制的压风机恒压供风系统。该系统通过输气总管上的压力传感器采集实时压力信号,与输入压力信号比较后得到偏差信号,PLC对偏差信号进行分析和处理,并输出相应的变频器调节信号,使变频器改变压风机电动机的电源频率,从而达到调节输气总管压力的目的。实际应用表明,该系统运行稳定、可靠,实现了输气总管高压空气的恒压输送。     

基于PC的活塞压缩机示功图测控系统设计

示功图和指示参数是压缩机综合性能的体现;针对传统示功图绘制存在的缺陷,开发了基于计算机自动测试技术的压缩机示功图测试、分析系统;该系统通过对气缸内的动态压力信号、压力标定信号及活塞止点信号进行数据采样．并对实测采样数据分析处理,得到示功图;该系统界面友好,操作方便,有较高的控制精度和较快的采样分析速度。     

505E调速器在U-GB151 CO2压缩机上的应用

川化股份有限公司化肥厂二化尿素装置为日产2460T尿素的大型化肥装置,其CO2压缩机采用日本三菱3V-7B型两缸四段压缩机,由抽汽注汽冷凝式透平驱动。该透平的转速控制由505E控制器实现,并与ProTech 203相结合实现压缩机的两级超速保护。Woodward 505E数字控制器适用于具有一次可调整的纯抽汽、抽补结合或纯补汽型式透平的控制,可现场编程组态,使标准的设计能适用于各种不同的控制场合。文中介绍了505E控制器在U-GB151 CO2压缩机上的调速应用,并例举调速系统出现的故障,进行分析排除。