[發明專利]一種燃料電池車用離心壓縮機氣動性能預測方法

在審

• 申請號: 202110907608.2
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113591247A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 左曙光;陳思越
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種燃料電池車用離心壓縮機氣動性能預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將離心壓縮機的壓縮過程看作絕熱過程，根據離心壓縮機結構形式確定壓縮過程中包含的損失類型，再基于工程熱力學與速度三角形來建立單級離心壓縮機氣動性能解析模型；

S2、考慮多級壓縮特性并結合單級離心壓縮機氣動性能解析模型，以建立多級離心壓縮機氣動性能解析模型；

S3、對離心壓縮機的設定轉速工況進行試驗測量，以獲取不同設定轉速對應穩態工況的氣動性能；

S4、根據離心壓縮機穩態工況的性能，對步驟S2建立的多級離心壓縮機氣動性能解析模型中的參數進行識別，以得到多級離心壓縮機氣動性能預測模型；

S5、將多級離心壓縮機的轉速和質量流量輸入多級離心壓縮機氣動性能預測模型，輸出得到對應的壓比，即得到該多級離心壓縮機氣動性能的預測結果。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池車用離心壓縮機氣動性能預測方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S11、將離心壓縮機的壓縮過程看作絕熱過程，有：

Δh_2s＝(1-Δη)Δh_ideal-Δh_loss

其中，Ψ(m_c,ω)為壓縮機壓比，m_c為質量流量，ω為轉速，p_{1_in}、p_{1_out}分別是壓縮機入口和出口的總壓，T₁為壓縮機進口溫度，c_p為定壓比熱容，γ是比熱比，Δh_2s為壓縮過程實際焓變，Δh_ideal是壓縮空氣的理想焓增，Δh_loss是入射損失和摩擦損失的總和，Δη為其它損失，具體包含間隙損失、回流損失和蝸殼內損失，σ為滑移因子，u₂為空氣在葉輪出口的周向速度；

S12、分別建立入射損失和摩擦損失的計算模型、壓縮過程中其他損失的計算模型，以確定單級離心壓縮機氣動性能解析模型。

3.根據權利要求2所述的一種燃料電池車用離心壓縮機氣動性能預測方法，其特征在于，所述步驟S12中入射損失和摩擦損失的計算模型具體為：

Δh_loss＝Δh_ii+Δh_id+Δh_fi+Δh_fd

其中，Δh_ii為葉輪進口的入射損失，r₁是平均入口半徑，β₁為進口葉片角，ρ₁為空氣密度，A₁為葉輪進口面積，Δh_id為葉片擴壓器進口的入射損失，r₂是葉輪的出口半徑，α_2b為葉輪出口葉片角，Δh_f為葉輪和無葉擴壓器內的摩擦損失，Δh_fd為葉輪的摩擦損失，Δh_fi為無葉擴壓器內的摩擦損失，k_f為流體摩擦常數；

壓縮過程中其他損失的計算模型具體為：

Δη＝Δη_c+Δη_bf+Δη_v

Δη_c≈0.3l_c/b

Δη_bf＝0.03

0.02＜Δη_v＜0.05

其中，Δη_c為間隙損失，l_c為葉頂間隙，b為葉輪出口寬度，Δη_bf為回流損失，Δη_v為蝸殼內損失。

4.根據權利要求3所述的一種燃料電池車用離心壓縮機氣動性能預測方法，其特征在于，所述單級離心壓縮機氣動性能解析模型具體為：