排气道压力波动对发动机二冲程减压制动性能的影响

为分析排气管内压力波动对发动机二冲程制动功率的影响,以某重型柴油机为研究对象,利用GT-Power建立发动机二冲程制动一维模型,通过修改排气型线开展排气道压力波动对制动性能影响的研究。结果表明:第二次减压制动(the second compression release braking,2nd CRB)相位开启时的压力波动会影响到其他气缸的排气回流,进而影响发动机的制动功率。进一步对排气管进行三维流场计算,证明了其他气缸2nd CRB相位排气门开启时的压力波传递对排气回流阶段排气回流的影响。最后通过试验设计(design of experiment,DoE),结合响应面拟合和粒子群算法对排气管几何尺寸进行优化,优化后该柴油机二冲程减压制动模式下2100 r/min工况的最大制动功率可达到395.08 kW。

不同工况对压风机性能影响的试验研究

为有效降低压风机的能耗,提高其应用价值,采用控制变量法,研究不同入口空气参数,即入口温度、相对湿度及排气压力对压风机比能量和全效率的影响。结果表明:当相对湿度不变时,随温度的增高,比能量增大,而全效率降低;当温度不变时,随相对湿度的增大,比能量增大,而全效率降低;当排气压力增大时,比能量增大,而全效率降低,且性能斜率增大的趋势与压力呈正比关系。

复合控制技术在高空台进排气调压系统中的技术研究

高空台进排气压力调节系统是实现航空发动机高空台模拟试验的主要设备,进排气压力调节系统调节性能的好坏直接决定了发动机高空台模拟试验的置信度。通过对进排气压力调节控制系统的特性分析,阐述了开展复合控制技术研究在发动机高空模拟试验中的必要性和应用前景。详细介绍了建立前馈和反馈控制的进气复合压力控制系统和将常规PID控制和模糊控制两种控制策略结合起来,构成兼有两者优点的排气环境压力控制系统的具体实施方案。在半物理仿真台的试验结果表明,该控制方案是可行的。

进排气调压系统半物理仿真程序的设计与实现

半物理仿真是仿真领域研究的热点和难点,在研究系统性能和控制策略时非常有用;为构建一个实时性较强的进排气调压半物理仿真系统,结合高空台调压系统的特点,提出了上位机、下位机+实物部件的形式组成半物理仿真系统,在上位机开发了仿真程序,基于PLC(Programmable Logic Controller)开发了此系统的下位机程序;实现了模型计算、数据采集、上下位机数据通讯及系统参数控制等功能;仿真试验表明,该系统的上下位机程序具有很好的实时性、精确性和稳定性。

进排气压力对增压对置活塞二冲程发动机的影响研究

针对对置活塞二冲程发动机结构特点和性能匹配试验的需求,建立了复合增压对置活塞二冲程柴油机的一维仿真模型,根据试验数据对原机仿真模型进行校核。考虑进排气压力差对直流扫气有较大的影响,通过该仿真模型模似了排气压力一定时,进气压力对捕获率、捕获量和比燃油消耗率的影响规律,以及保证给气比一定,排气压力对比燃油消耗率、压差和捕获空燃比的影响。从仿真结果可知:进气压力对比燃油消耗率的影响较大,给气比每提高0.02,比燃油消耗率(从低速到高速)分别最多增加0.7%、1.3%和1.8%;三个工况下,排气背压在160kPa^170kPa之间时比油耗最小。

高空超声速涡扇发动机喘振特征及扩稳措施的飞行试验研究

基于可调斜板式进气道及涡扇发动机,研究了飞机高空超声速减速条件下,进气道斜板板位快速调零后涡扇发动机的喘振特征,及放大尾喷口临界截面面积和提高风扇转速的扩稳措施对发动机稳定性的影响。结果表明:进气道可调斜板快速调零引起的发动机进口压力波动,会导致进气道与发动机流量不匹配,进气畸变增大;较低风扇换算转速下,进气畸变等降稳因子会导致发动机稳定裕度不足;放大尾喷口临界截面面积,提高了发动机的稳定性,喘振概率大大降低;增加最小燃油流量,提高高空发动机慢车状态风扇转速,可避免发动机进入低转速易喘振区域。

模糊PID在卫生纸机烘缸进出口差压控制中的应用

烘缸进出口差压是表征烘缸是否积水的一个重要参数,通常处于波动状态。在实际控制中的通常做法是利用PID控制算法将其控制于一个具体的数值,但由于烘缸排水的非均匀性,导致上述控制目的难以达到。因此,本课题提出一种利用"模糊"思想来控制卫生纸机扬克烘缸进出口差压的新方法,将烘缸进出口差压分成五个区段进行模糊化,再利用模糊控制算法来调整PID控制器参数,控制扬克烘缸进汽热泵的开度,从而达到控制烘缸进出口差压的目的,使得烘缸进出口差压稳定在一个合适的范围内。通过仿真及应用表明,系统中热泵开度变化平稳,烘缸进出口差压被控制在许可范围内,烘缸能保持长期不积水状态。

高空台进排气调压系统半物理仿真试车台

研究航空发动机性能时,仿真技术已经越来越多地应用于控制系统的研究和设计中。高空台开展进排气调压系统用半实物仿真技术研究具有重要的应用价值。介绍了半物理仿真技术在航空发动机高空试验中的作用、关键技术分析和以GE90-70可编程控制系统为平台的进排气调压系统半物理仿真试验台的建设方案。通过仿真试验与原试验结果的对比,表明了所建立的动态仿真系统的正确性和有效性,说明设计的半物理仿真试验系统能实时反映控制系统作用下的真实试车过程。

不同开度防水锤空气阀的进排气特性数值模拟

为研究不同开度下防水锤空气阀的进排气特性,基于Standardκ-ε湍流模型、压力速度耦合求解器、SIMPLE算法,采用自由气体空穴理论,建立防水锤空气阀进排气的数学模型,对防水锤空气阀进行三维数值模拟,分析不同压差下空气阀中心切面的速度场、压力场变化,求解空气阀进排气压差流量曲线,同时对安装此空气阀的输水系统进行停泵水锤模拟。结果表明,排气时高压区主要分布在防水锤盘片下方,进气时高压区分布在防水锤盘片上部区域,大量排气和进气时气流高速区分布在中浮体、下浮体两侧及防水锤盘片孔口处,少量排气时在孔口处流速较大;随着节流装置开度α的增加,空气阀的动作压力从4 000 Pa减至3 790 Pa,进排气流量系数也不断变化,确定了空气阀工作的最优开度范围为α=8~16。

飞翼无人机保形进排气系统动力数值模拟与流场特性分析

利用计算流体力学(CFD)方法,分别针对保形进气道和膨胀尾喷管风洞试验模型进行数值模拟,验证了模拟进排气动力边界条件的可靠性。再基于飞翼布局无人机双发动机布局下隐身与保形设计要求,设计了矩形进气口S弯进气道和圆矩形喷口尾喷管,并利用数值模拟方法对无人机进排气系统进行了计算分析,获得了无人机全机气动性能及进排气三维流场特性。研究表明:1进排气使得飞翼无人机升阻特性有所下降,但低马赫数(0.5,0.6)下能改善无人机俯仰力矩特性;2随着马赫数增加,进气道总压恢复系数减小且畸变指数增加,而尾喷管轴向推力系数则升高,且推力性能保持较好;高马赫数(0.7)下进气道特性下降较快,设计时应多考虑飞行包线右边界;3侧滑角对于进气道性能影响较大,而尾喷管推力性能受侧滑角影响较小,设计时应多考虑进气道侧滑影响。

烟气循环流化床(CFB-FGD)干法脱硫优化调整

本文分析了烟气循环流化床工艺的运行调节原理,针对电厂自身的特点,对吸收塔进出口烟温差及床层压降参数进行调整,提高了烟气循环流化床系统运行的经济性。最后根据此实践提出了系统运行中优化调整的可行性。

进排气压力损失耦合作用下的船用燃气轮机性能研究

基于不同的燃气轮机运行工况,获得进排气系统的压力损失变化规律。运用容积惯性法建立了三轴燃气轮机动态仿真模型,考虑船用燃气轮机进排气压力损失作用,对燃气轮机的性能进行仿真研究。数值实验结果表明:随着燃气轮机工况(其值为运行工况功率与额定工况功率之比)的增加,进排气系统的压力损失按近二次方规律增加;燃气轮机的输出功率损失也随工况增加而增大,并呈现非线性特性;热效率同样因进排气压力损失的影响而下降,但在0.8工况左右损失最大,总体也呈现非线性特性。所得结果可为燃气轮机的性能修正、运行管理和优化设计提供参考。

GE90-70双机热备冗余控制系统在进排气调压系统中的应用

本文介绍了进排气调压系统测控改造的总体结构、通信网络、软件设计和系统功能。该系统以GE90-70的可编程控制器(PLC)为基础,将Ethernet和现场总线Genius相结合进行数据通信,采用下位机编程软件CimplicityMa鄄chineEdition、上位机组态软件CimplicityHMI编制设计软件系统,使整个系统具有较好的可靠性和可扩展性,能实现进排气压力调节的工况显示和过程控制。实际运行表明,该系统结构先进,控制可靠,配置灵活,可进一步提高高空台试验效率,降低试验风险。

燃用丁醇-柴油混合燃料对增压中冷柴油机燃烧及进排气的影响研究

基于一台增压中冷柴油机,研究了不同丁醇-柴油掺混比(D100、Bu10、Bu20和Bu40)混合燃料发动机在负荷特性下的缸内压力变动及进排气参数的变化规律。结果表明:随着丁醇混合比例的提高,燃烧始点、最大压力点和最大压力升高率点对应曲轴转角都滞后,最大压力升高率明显增大,压力峰值循环稳定性变差;进气增压比降低;进气质量流量减小,空燃比变小;中冷后进气温度升高,且在低速低负荷时更明显,而涡后排气温度基本不变。

立式8轴定向浮动进排气门坐圈压床的研制

立式8轴定向浮动进排气门坐圈压床的研制成功,不仅使缸盖进/排气门坐圈压装的手工锤击方法被机械自动化压装替代,而且使气门坐圈的压装效率、装配质量得以明显提高。本项目自主研发,能适应2,3,4缸盖多品种气门坐圈压装,具有新颖性、创造性和实用性特点。

一种内并联型内转进气道通道间干扰特性研究

为了研究工作马赫数范围Ma0～6的组合循环发动机进气道的工作特性,设计了一种三通道内并联型可调内转进气道,为了适应进气道能宽速域正常工作,在内转进气道的顶板压缩面上进行了变几何设计,可以调节进气道的内收缩比,兼顾了进气道低马赫数下的起动性能和高马赫数下气动性能。采用三维数值仿真的方法对进气道在过渡模态下的反压特性进行了分析研究。研究结果表明,可以通过改变隔离段反压或者涡轮通道反压的大小来调节两通道之间的流量分配和涡轮通道出口的稳态畸变;当增加涡轮通道反压时,涡轮通道的流量系数和稳态畸变会逐渐减小,而冲压通道的流量系数会逐渐增大,最大增加量约为原有流量的23.3%;当增加隔离段反压时,涡轮通道的流量系数和稳态畸变会逐渐增大,而冲压通道的流量系数会逐渐减小,最大减小量约为原有流量的29.3%。

空分设备气动式阀门与入口导叶的技改与维护检修

介绍了空压机防喘振阀与入口导叶、氧气输送阀与放空阀、分子筛吸附器切换阀存在问题及改造措施,阐述了空分设备低温与常温气动阀门、氮压机入口导叶存在问题及维护检修措施。

山丘区自压输水管道水锤防护措施研究

【目的】避免山丘区自压输水管道因水锤而遭受破坏,保障管道的安全运行。【方法】针对山丘区地势起伏的自压输水管道中水锤现象正负压较大的特点,以陕西省千阳县一自压输水管道工程为例,依据水锤基本计算理论,采用倾斜直管和拟合等效短直管相结合的数值模拟方法,分别模拟各个驼峰断面设置进排气阀和末端控制阀门断面前设置超压泄压阀的防护效果,对计算模拟结果进行分析,确定水锤防护措施及具体位置。【结果】在无水锤防护措施的情况下,管道末端控制阀门快速关闭时管道内沿管线产生明显负压,最大负压水头达到-20.06 m,管道末端控制阀门断面处正压最大,正压水头达到87.58 m;合理设置水锤防护措施后,管线全程无负压,全程正压最大水头为70.88 m,未超过管道允许的最大压力。【结论】对于山丘区自压输水管道,采用进排气阀和超压泄压阀联合防护水锤的方法,可以有效缓解水锤现象的发生,保证管道内的压力在设计压力允许范围内。

基于遗传算法的高空台进排气控制仿真研究

高空模拟试验台进/排气系统是实现地面模拟发动机空中飞行高度、速度条件的核心试验设备,其控制效果的优劣直接影响着高空模拟试验的精度。而控制参数的选择是决定一个控制系统动态特性的关键要素,通过对遗传算法的研究,将该算法应用到进/排气系统进气压力自动控制系统中,对自动控制系统的PID控制参数进行优化,仿真结果表明,遗传算法以其优秀的全局寻优能力,能够对进/排气系统发动机进气压力自动控制系统PID控制参数进行较好地优化,使得控制系统获得良好的控制效果。

燃气轮机机组空气进口导叶控制逻辑分析

介绍了可调空气进口导叶(inlet guide vane,IGV)在燃气轮机控制中的作用及其逻辑控制原理,分析了IGV开度对燃气轮机转速、控制信号输出、排气温度、热通道温度等参数的影响。针对机组进入叶片通道温度控制模式后升负荷过慢的现象,通过分析逻辑控制曲线确定产生这一现象的主要原因是压气机空气流通量不足,根据排气温度、热通道温度随IGV开度变化而变化的特点,采取了调整IGV开度函数的燃气温度函数曲线等措施来解决机组升负荷缓慢的问题。