【CN109948231A】发动机热力循环参数分析方法和装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910194230.9

(22)申请日 2019.03.14

(71)申请人 中国航发湖南动力机械研究所

地址 412002 湖南省株洲市芦淞区董家塅

高科园中国航发动研所

(72)发明人 张鑫　张平平　李维　刘渊　

张海彪　

(74)专利代理机构 北京律智知识产权代理有限

公司 11438

代理人 袁礼君　阚梓瑄

(51)Int.Cl.

G06F 17/50(2006.01)

(54)发明名称发动机热力循环参数分析方法和装置(57)摘要本发明涉及发动机技术领域，提出一种发动机热力循环参数分析方法和发动机热力循环参数分析装置。该发动机热力循环参数分析方法包括建立发动机各部件之间的参数耦合关系；根据所述参数耦合关系计算得到初始热力循环参数选择范围；确定所述各部件的强度限制参数；根据所述强度限制参数和初始热力循环参数选择范围得到目标热力循环参数选择范围。该发动机热力循环参数分析方法将各部件之间参数相互耦合，绘制得到的热力循环参数选择范围更加精确；考虑了压气机、涡轮等部件结构强度限制，进一步缩小了热力循环参数选择范围，提高了涡轴发动机性能设计合理性；有效减少了涡轴发动机性能设计迭代次数，

缩短项目研制周期。权利要求书2页 说明书7页 附图5页CN 109948231 A 2019.06.28

C N 109948231

A

权　利　要　求　书1/2页CN 109948231 A

1.一种发动机热力循环参数分析方法，其特征在于，包括：

建立发动机各部件之间的参数耦合关系；

根据所述参数耦合关系计算得到初始热力循环参数选择范围；

确定所述各部件的强度限制参数；

根据所述强度限制参数和初始热力循环参数选择范围得到目标热力循环参数选择范围。

2.根据权利要求1所述的发动机热力循环参数分析方法，其特征在于，建立发动机各部件之间的参数耦合关系，包括：

建立压气机压比与绝热效率之间的耦合关系；

建立空气系统引气量与燃烧室出口温度之间的耦合关系；

建立涡轮绝热效率、燃烧室出口温度以及压气机压比之间的耦合关系。

3.根据权利要求2所述的发动机热力循环参数分析方法，其特征在于，建立压气机压比与绝热效率之间的耦合关系，包括：

统计压气机出口换算流量与多变效率的耦合关系；

根据所述多变效率与所述绝热效率的耦合关系和压气机出口换算流量与多变效率的耦合关系得到所述压气机出口换算流量与所述绝热效率的耦合关系；

根据所述压气机出口换算流量与所述绝热效率的耦合关系和出口换算流量与压气机压比的耦合关系得到压气机压比与绝热效率的耦合关系。

4.根据权利要求2所述的发动机热力循环参数分析方法，其特征在于，建立涡轮绝热效率、燃烧室出口温度以及压气机压比之间的关系，包括：

统计燃气涡轮进口流函数与绝热效率的耦合关系；

根据所述燃气涡轮进口流函数与所述绝热效率的耦合关系、所述燃气涡轮进口流函数、燃气涡轮流量平衡公式以及燃烧室焓平衡公式得到燃气涡轮绝热效率与燃烧室出口温度和压气机压比的耦合关系。

5.根据权利要求4所述的发动机热力循环参数分析方法，其特征在于，根据所述参数耦合关系得到初始热力循环参数选择范围，包括：

根据多组所述压气机压比与所述燃烧室出口温度之间的耦合关系，计算多组一一对应的单位功率与发动机油耗，并拟合得到初始热力循环参数选择图；

根据所述初始热力循环参数选择图确定初始热力循环参数选择范围。

6.根据权利要求4所述的发动机热力循环参数分析方法，其特征在于，确定所述各部件的强度限制参数，包括：

确定压气机结构强度限制参数；

确定涡轮结构强度限制参数。

7.根据权利要求6所述的发动机热力循环参数分析方法，其特征在于，所述压气机结构强度限制参数包括低压压气机第一级转子叶尖切线速度、离心叶轮叶尖切线速度、平均级负荷和机匣压力。

8.根据权利要求6所述的发动机热力循环参数分析方法，其特征在于，所述涡轮结构强度限制参数包括燃气涡轮出口AN2值、燃气涡轮第一级转子叶片金属温度和动力涡轮不冷却。

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