外文翻譯--一個(gè)用來提供恒定空氣壓力的無人值守的智能化控制系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)的研究.doc

一個(gè)用來提供恒定空氣壓力的無人值守的智能化控制系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)的研究LingenChenJunLuoFengruiSunChihWu摘要對多級壓縮機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，本文假設(shè)固定的流道形狀以入口和出口的動葉絕對角度，靜葉的絕對角度和靜葉及每一級的入口和出口的相對氣體密度作為設(shè)計(jì)變量，得到壓縮機(jī)基元級的基本方程和多級壓縮機(jī)的解析關(guān)系。用數(shù)值實(shí)例來說明多級壓縮機(jī)的各種參數(shù)對最優(yōu)性能的影響。關(guān)鍵詞軸流壓縮機(jī)效率分析關(guān)系優(yōu)化1引言軸流式壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)是工藝技術(shù)的一部分，如果缺乏準(zhǔn)確的預(yù)測將影響設(shè)計(jì)過程。至今還沒有公認(rèn)的方法可使新的設(shè)計(jì)參數(shù)達(dá)到一個(gè)足夠精確的值，通過應(yīng)用一些已經(jīng)取得新進(jìn)展的數(shù)值優(yōu)化技術(shù)，以完成單級和多級軸流式壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)。計(jì)算流體動力學(xué)（CFD）和許多更準(zhǔn)確的方法特別是發(fā)展計(jì)算的CFD技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用到許多軸流式壓縮機(jī)的平面和三維優(yōu)化設(shè)計(jì)。它仍然是使用一維流體力學(xué)理論用數(shù)值實(shí)例來計(jì)算壓縮機(jī)的最佳設(shè)計(jì)。Boiko通過以下假設(shè)提出了詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型用以優(yōu)化設(shè)計(jì)單級和多級軸流渦輪：（1）固定的軸向均勻速度分布（2）固定流動路徑的形狀分布，并獲得了理想的優(yōu)化結(jié)果。陳林根等人也采用了類似的想法，通過假設(shè)一個(gè)固定的軸向速度分布的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了設(shè)計(jì)單級軸流式壓縮機(jī)一種數(shù)學(xué)模型。在本文中為優(yōu)化設(shè)計(jì)多級軸流壓縮機(jī)的模型，提出了假設(shè)一個(gè)固定的流道形狀，以入口和出口的動葉絕對角度，靜葉的絕對角度和靜葉及每一級的入口和出口的相對氣體密度作為設(shè)計(jì)變量，分析壓縮機(jī)的每個(gè)階段之間的關(guān)系，用數(shù)值實(shí)例來說明多級壓縮機(jī)的各種參數(shù)對最優(yōu)性能的影響。2基元級的基本方程考慮圖1所示由n級組成的軸流壓縮機(jī),其某一壓縮過程焓熵圖和中間級的速度三角形見圖2和圖3，相應(yīng)的中間級的具體焓熵圖如圖4，按一維理論作級的性能計(jì)算。按一般情況列出軸流壓縮機(jī)中氣體流動的能量方程和連續(xù)方程,工作流體和葉輪的速度。在不同級的軸向流速不為常數(shù)，即考慮ijuu,ijcc(ij)時(shí)的能量和流量方程。在下列假定下分析軸流壓縮機(jī)的工作:相對于穩(wěn)定回轉(zhuǎn)的動葉、靜葉和導(dǎo)向葉片機(jī)構(gòu),氣體流動是穩(wěn)定的；流體是可壓縮、無黏性和不導(dǎo)熱的；通過級的流體質(zhì)量流量為定值；在實(shí)際工質(zhì)的情況下,壓縮過程是均勻的；本級出口絕對氣流角為下一級進(jìn)口角絕對氣流角；忽略進(jìn)出口管道的影響。在每一級的具體焓如下：j*22ji2ji=1/2iihc（1）j*22j+11i2j+1i1/2iihc（2）第j階段的動葉和靜葉的焓值損失總額計(jì)算如下：222rjrj2j-12j-12j12j-12j-12j-12j-1rj/2/2/hwGFuGctgF（3）222rjsj2j2j2j2jsj/2/1/2hcGFctg（4）其中ri是第j階段動葉葉片輪廓總損失系數(shù)，sj是第j階段靜葉葉片輪廓總損失的系數(shù)。圖1n級軸流式壓縮機(jī)的流量路徑。葉片輪廓損失系數(shù)ri和sj是工作流體和葉片的幾何功能參數(shù)。它們可以使用各種方法及視作常量來計(jì)算。當(dāng)ri和sj看做工作流體和葉片的幾何功能參數(shù)時(shí)，可以使用Ref迭代的方法來計(jì)算損失系數(shù)。使用迭代方法解決計(jì)算損失系數(shù)：（1）選擇ri和sj初始值，然后計(jì)算各級的參數(shù)。（2）計(jì)算的ri，sj值，重復(fù)第一步，直到計(jì)算值和原值之間的差異足夠小。第j階段理論所需計(jì)算得：j2ju,2j2j-1u,2j-12j2j2j-12j-12j2j2j-12j-1GGhucucuctguctgFF（5）第j階段實(shí)際所需計(jì)算得：圖2n級壓縮機(jī)的焓熵圖圖3中間級的速度三角形圖4中間級的焓熵圖22222j-12j2j2j-1rj22wwuuh（6）基元級反應(yīng)度定義為rjj/hh。因此有：u,2j222a,2j2j2j-1ja,2j2j2j-11112kctgctgkkctgctg（7）在這里u,ik，a,i12kin視作速度系數(shù),它們的計(jì)算為:a,ia,ia,111ii/kccFF和u,ii1/kuuj2*22j-112ji2j2j2ji=1/1/20AiihGFctg（8）j22j12j+1i2j+12j12j+1i1/1/20AiihGFctg（9）3級組的數(shù)學(xué)模型壓縮機(jī)各級的比壓縮功為j1hjn則總的比耗功為ncjj=1hh，各級的滯止等熵能量頭為*s,jh，則級組各級滯止等熵比壓縮功總和