[發明專利]一種燃氣輪機性能計算與仿真方法

在審

• 申請號: 202011348148.6
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN113032914A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 劉峰;王子楠;陳溯敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 張卓

1.一種燃氣輪機性能計算與仿真方法，所述燃氣輪機包括下述部件：進氣道、壓氣機、燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪，其特征在于：所述性能計算與仿真方法包括以下步驟：

S1計算燃氣輪機內部工質的熱物性：

重新劃分燃氣輪機內部氣體的干空氣劃分為N2、O2、H2O、CO2和剩余氣體，根據干空氣、N2、O2、H2O和CO2的熱物性來計算剩余氣體的熱物性；

根據N2、O2、H2O、CO2和剩余氣體的熱物性，計算燃氣輪機內部氣體的質量組分和摩爾組分；

根據燃氣輪機內部氣體的質量組分和摩爾組分，計算燃氣輪機內部氣體的熱物性；

S2計算燃氣輪機燃料的摩爾組分：

根據步驟S1所得燃氣輪機內部氣體的熱物性，計算干空氣完全燃燒的工質質量組分以及干空氣過剩時燃燒的工質質量組分；

S3.冷卻摻混計算：

根據冷卻氣體的質量組分和冷卻摻混過程上游的氣體的質量組分，計算摻混后的燃氣輪機內部氣體的質量組分；

S4.計算進口和出口截面工質熱物性：

根據總溫、總壓、軸向速度、非軸向速度、質量流量以及摻混后的燃氣輪機內部氣體的質量組分，計算進出口截面的其它熱物性參數；

S5.計算內部壓力變化的熵變：

通過等熵過程，根據燃氣輪機內部溫度和氣體的質量組分的熵變，計算內部壓力變化的熵變；

S6.分別計算燃氣輪機各部件進口參數和出口參數，得到燃氣輪機各部件進口出口工質熱物性的輸入輸出映射關系。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述進口參數包括進口總壓、進口總溫、進口組分、進口質量流量、進口軸向速度和進口非軸向速度；

所述出口參數包括出口總壓、出口總溫、出口組分、出口質量流量、出口軸向速度和出口非軸向速度。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃氣輪機內部工質熱物性包括：摩爾質量、氣體常數、定壓比熱、比熱比、比焓、比熵。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，進出口截面的其它熱物性參數包括：氣體常數、比焓、靜溫、比熱比、比熵、靜壓、密度、面積、馬赫數。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過等熵過程，根據燃氣輪機內部溫度和氣體的質量組分的熵變，計算內部壓力變化的熵變，進一步包括根據已知等熵過程狀態1的溫度和壓力，以及等熵過程狀態2的溫度，來計算狀態2的壓力。