MHD-Arc-Scramjet联合循环发动机的性能分析

以MHD-Arc-Scramjet联合循环发动机为对象开展性能分析，探讨了能量旁路系统对发动机性能的影响，给出了MHD-Arc-Scramjet联合循环发动机相对于传统冲压发动机的单位推力差异。结果表明：电子束电离消耗的能量，能量旁路比例，电弧注入过程的最高温度以及进气道的压缩程度是能量旁路系统中影响发动机单位推力的主要因素；在这些参数的取值范围内合理取值，并兼顾材料和技术实现等约束，性能分析表明：在来流速度2800-4000m／s范围内MHD-Arc-Scramjet联合循环发动机相对传统冲压发动机具有明显的单位推力优势。

梯级回收发动机多品位余热的新型双朗肯联合循环

针对发动机排气、冷却水余热、汽轮机中膨胀后的工质乏气以及经过单级换热后的排气处于不同品位,提出了一种梯级回收发动机余热的新型双朗肯联合循环.此系统中两级循环均采用亚临界饱和循环.在第1级循环中,以水作为工质,没有预热循环,直接利用排气与其换热;在第2级循环中,以R123作为工质,用发动机冷却水和第1级循环中汽轮机出口的工质乏气对R123进行串联预热,预热后的工质与经过第1级换热后的排气再进行换热.结果表明:系统发出的净膨胀功和循环热效率随两级循环蒸发压力均是先增大后趋于平坦;当第1级循环蒸发压力大于12,MPa、第2级循环蒸发压力大于1.5,MPa时,净膨胀功和循环热效率增长不大.

车用发动机涡轮联合循环技术研究进展

以涡轮增压、涡轮复合、涡轮组合3种联合循环技术为对象,分析了各自理论循环特点并指出:涡轮增压联合循环技术实现了底循环与顶部循环的初级联合,底循环用来加强顶部循环但不对外输出功率;涡轮复合联合循环技术实现了底循环与顶部循环的有机结合,底循环除用来完善顶部循环外还参与对外输出功率并达到了较高的能量利用效率;涡轮组合循环技术实现了底循环与顶部循环的组合运行,底循环与顶部循环之间实现了模块化组合运行,使动力输出模式可按车辆的需求而变化。总结了各项技术的最新研究成果并对车用发动机联合循环技术的发展方向进行了展望。

多级电弧对MHD-Arc-Ramjet联合循环发动机性能的影响

MHD-Arc-Ramjet联合循环发动机中电弧数目的增加会改变发动机的循环结构,影响发动机的性能。理论上分析了MHD-Arc-Ramjet联合循环发动机中电弧数目的增加对发动机单位推力的影响,讨论了电弧数目趋于无穷大时的发动机性能,定量给出了不同电弧数目下的发动机单位推力。结果表明,MHD-Arc-Ramjet联合循环发动机的单位推力随着电弧数目的增加而增加;当电弧数目趋于无穷大时,发动机单位推力存在最大值;增加电弧数目所获得的发动机单位推力的增益随着电弧数目的增加而不断减缓。

联合循环内可逆等温化学发动机最优特性

分析由两级串接组成的联合循环内可逆等温化学发动机性能，导出其最佳功率输出与效率关系。

涡轮活塞组合发动机循环分析

为适应大功率特种车辆的需求,提出一种"涡轮活塞组合发动机",由一台增压中冷柴油机和一台燃气轮机组合而成,具有柴油机单独工作、燃气轮机单独工作和柴燃联合工作3种模式,可根据车辆工况需要采用相应的一种模式工作。这种发动机理应综合柴油机与燃气轮机的优点,具有较高的热效率和功率密度。介绍了该组合发动机的构成,分析其3种工作模式的理论循环,推导相应的热效率和比功的计算公式;在所设定热力循环参数下,计算该组合发动机3种工作模式下的理论循环热效率和比功;搭建涡轮活塞组合发动机GT-Power仿真模型,对选定的由功率相近的某一柴油机和某一燃气轮机组成的涡轮活塞组合发动机进行了额定工况仿真计算。计算结果表明:涡轮活塞组合发动机可以综合柴油机和燃气轮机的特点,是一种值得进一步研究的新型发动机。

液氮发动机循环可用能及效率分析

针对液氮发动机开始朗肯循环过程可用能损失较大的问题,提出分析方法,研究液氮发动机开式朗肯循环过程中可用能损失分布;研究并设计液氮二级再热系统,分析液氮发动机开式朗肯循环与内燃机混合加热循环的联合循环.结果表明,排气是可用能损失的主要环节之一,约占系统输入可用能的20%;且初始膨胀温度受环境温度限制是导致排气可用能损失的主要原因.再热系统可以消除环境温度因素对循环效率提高的限制;采用二级再热膨胀系统,选取合理的再热温度和二级膨胀压力可以得到更高的效率.采用液氮发动机开式朗肯循环与内燃机混合加热循环的联合循环,可以将无法直接做功的内燃机常压高温排气的温度转化为液氮发动机进气可用能,等质量工质的联合循环将整个系统的平均效率提高了8.06%.

废气再循环–可变几何截面涡轮增压柴油发动机燃气双环系统建模及协同控制

针对废气再循环(EGR)与可变几何截面涡轮增压(VGT)的柴油发动机,作者联合考虑其燃油动力转速调节回路与气体回路,提出了内外双环稳定动态反馈的控制策略.其中,内环回路是利用Lyapunov函数设计的控制器,控制燃油质量流量来跟踪柴油发动机转速;外环回路则设计EGR–VGT控制器,跟踪气体回路的进排气歧管压力及压气机空气质量流量,并克服了柴油发动机建模中的不稳定零动态问题.同时,研究了气体流量与EGR和VGT阀门开度之间的关系,通过设计流量开度转换模块实现了两者控制的转换.最后,通过专业发动机软件AMESim与仿真软件MATLAB/Simulink的联合仿真试验,验证了该控制策略对柴油发动机燃油动力转速调节与气体回路控制的有效性.

膨胀循环发动机全局快速非奇异终端滑模控制

以某型氢氧膨胀循环发动机为研究对象,基于AMESim建立部件级模型,采取调节氢、氧涡轮旁通阀开度来调节发动机推力、混合比的控制方案实现变推力调节。针对膨胀循环发动机非线性、时变性、不确定性的特点,使用系统辨识手段建立设计点的双输入双输出二阶状态空间模型。利用辨识得到的模型设计全局快速非奇异终端滑模控制器,以部件级发动机模型为控制对象进行AMESim/Simulink联合仿真。仿真结果表明:所设计的控制器动态特性良好,响应迅速,无静差。

涡轮-冲压组合发动机模态过渡段性能模拟和概念探讨

The paper focuses on the turbo ramjet engine, which is a kind of airbreathing engine.It is expected to apply for hypersonic transport propulsion system. In the process fromturbo mode to ramjet mode, the turbo ramjet composed engine operates through the way ofcombined cycle. In this paper the combined cycle performance was simulated for two layouts.The results show that the laws are feasible.

基于阿特金森发动机的增程式电动汽车控制策略匹配设计

能量管理控制策略是增程式电动汽车降低油耗和排放的关键,为了使增程式电动汽车获得较好的燃油经济性和控制效果,对采用阿特金森循环发动机的增程式电动汽车的结构特点和工作模式进行了分析.基于阿特金森循环发动机的工作特点,对传统的恒功率控制策略、功率跟随控制策略进行了匹配优化,并提出了发动机三工作点控制策略和基于转速切换的功率跟随控制策略.利用Cruise和Matlab软件建立了联合仿真模型.仿真结果表明:三工作点控制策略与恒功率控制策略相比,有效地防止动力电池大电流充电,有利于缓解电池寿命衰减.基于转速切换的功率跟随控制策略能有效减小发动机转速的频繁波动并且显著提高了燃油经济性,为采用阿特金森循环发动机的增程式电动汽车实用型控制策略的开发提供参考.

用于高超声速推进的MHD-Arc-Ramjet联合循环

为了提高冲压发动机在更高速度区内的性能,扩展发动机的运行速度范围,需要在并行于发动机的燃烧室处附加一套能量旁路系统。从能量旁路系统技术实现的角度,分析AJAX(俄罗斯学者提出的一种带有能量旁路的冲压发动机)中能量注入方式的缺点,改用电弧式能量注入方式,形成一种新型的高超声速推进系统——磁流体-电弧-冲压发动机(MHD-Arc-Ramjet)联合循环。热力分析表明:MHD-Arc-Ramjet联合循环的单位推力与AJAX是相当的;由于前者可以在更高的温度下进行能量注入,其在单位推力方面是具有优势的。最后对MHD-Arc-Ramjet联合循环的研究工作做了展望。

MHD-Arc-Ramjet联合循环与AJAX间的性能比较

为了提高冲压发动机在更高速度区内的性能,扩展发动机的运行速度范围,需要在并行于发动机的燃烧室处附加一套能量旁路系统。采用热力学方法针对两种带有能量旁路的冲压发动机分别在理想和实际情况下进行了性能分析和比较,结果表明:理想条件下AJAX的单位推力要高于MHD-Arc-Ramjet联合循环;考虑到后者可以在更高的温度下进行能量注入,其在单位推力方面是具有优势的。实际条件下在很宽的飞行Ma范围内MHD-Arc-Ramjet联合循环的单位推力要高于AJAX。

柴油机与斯特林机联合动力循环仿真

提出将柴油机高温尾气作为斯特林发动机外部热源,构建联合动力循环,进而探究柴油机工况参数对斯特林机性能的影响规律。在确定斯特林发动机主要结构参数前提下,采用GT-Power和Simulink软件建立了柴油机与斯特林机的联合热力循环仿真模型。通过改变柴油机工作参数,得到斯特林机指示功率的变化情况。研究结果表明:斯特林机指示功率随着柴油机负荷及涡后温度的增而逐渐增大;在柴油机喷油提前角逐渐减小时,斯特林发动机功率略有上升,但柴油机的功率降低明显。最后,提出了柴油机-斯特林复合发动机模型,并在理论上进行能量利用率的模拟计算,结果显示复合发动机使柴油机的平均有效功率增加约10%。

燃气蒸汽联合循环(CCPP)发电技术

燃气蒸汽联合循环（CCPP—Comhined Cycle Power Plant）发电机组，简称CCPP。燃气轮机是从飞机喷气式发动机的技术演变而来的，它通过压气机涡轮将空气压缩，高压空气在燃烧室与燃料混合燃烧，使空气急剧膨胀做功，推动动力涡轮旋转做功驱动发电机发电。燃气轮机自身的发电效率不算很高，

基于GT-Suite的有机朗肯循环系统性能分析

采用GT-Suite软件针对固定式天然气发动机排气余热回收系统(ORC)进行数值模拟,分析膨胀机的动态特性并以此确定ORC系统的运行状态,并在此运行状态下研究固定式天然气发动机-ORC联合系统的运行性能。结果表明,当固定式天然气发动机在低负荷区域运行时,膨胀机内的有机工质质量流量波动明显。联合系统的热效率随着发动机负荷的增加而增大,但是在高负荷区域增加幅度不明显。当发动机运行在额定工况点时,联合系统的热效率最大可提高5.0%,有效燃油消耗率(BSFC_(com))最大可降低4%。

燃气-蒸汽联合动力装置在水面舰船领域的应用与发展

介绍了燃气-蒸汽联合动力装置(COGAS)的技术特点,重点针对带增压燃烧锅炉的燃气-蒸汽联合动力装置、带余热锅炉的燃气-蒸汽联合动力装置,以及带补燃型余热锅炉的燃气-蒸汽联合动力装置进行了研究,阐述了其应用与发展,由此为相关技术研究及试验认证提供了理论依据。

新型燃气发动机

往复式燃气发动机能达到1∶1功热比,而燃气轮机可以达到1∶1.5到1∶2功热比,并且具有更高的高温热量利用率,使其成为生产蒸汽和的理想机型,并用于联合循环。

JSF战机动力装置研制新特点浅析

美国军方提出以现有发动机型号F119为基础来研制第四代轻型战机JSF,既降低了新机的技术风险,缩短型号研制周期,又可大幅度地节省项目研发资金和降低型号全寿命成本,这一思路值得关注或借鉴。通过对F-35战机基本型发动机F135和备用型F136发动机的最新发展动态分析,阐述了军用飞机动力装置类型从常规的涡喷/涡扇发动机向非常规的变循环发动机转变是一个必然发展趋势;而航空动力研制方法正从"传统设计"向更先进的"预测设计"过渡。

涡轮复合再热式燃气轮机联合循环的工作原理

《Gas Turbine World》2015年11~12月刊介绍了TC-RHT GTCC（涡轮复合再热式燃气轮机联合循环）的工作原理。新型循环可使燃气涡轮增压往复式发动机和燃气轮机/汽轮机结合成一体的燃气轮机联合循环,以便在比较适宜的1 371~1 427℃燃气轮机涡轮进口温度下达到大于60%的总净循环效率。