涡轮增压柴油机瞬态特性的改善

1 涡轮增压柴油机瞬态特性分析 涡轮增压柴油机瞬态特性问题从20世纪60年代后期就已经引起关注,人们发现涡轮增压柴油机不能像非增压柴油机那样很快地响应负荷和速度的突然变化,而今随着柴油机的增压程度进一步提高,瞬态特性愈加恶化,使得涡轮增压柴油机在一些场合的应用中产生了困难,主要有:     

增压锅炉与涡轮增压机组匹配特性仿真分析

考虑涡轮增压机组与增压锅炉的配合工作关系,基于热能动力系统通用仿真平台SimuWorks,解决了烟气涡轮和压气机的流体网络解算问题,开发了增压机组与增压锅炉两者联合工作的仿真模型,通过实验数据验证了仿真模型的正确性,在此基础上研究分析了环境温度和锅炉负荷变化等对增压锅炉与涡轮增压机组的稳动态匹配特性的影响.计算结果表明,机组加速动态过程辅助汽轮机需补充的功率远大于稳态工况的功率平衡计算值.本文的仿真结果可为涡轮增压机组与增压锅炉的匹配设计提供参考.     

涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态特性仿真与试验研究

基于管内一维非定常流动和缸内容积法,搭建了废气涡轮增压柴油机仿真平台,其中包括气缸模型、进排气管路模型、涡轮增压模型、中冷器模型及喷油控制模型。进行了脉冲负载下废气涡轮增压柴油机瞬态工作过程模拟计算,结果显示,仿真值与试验数据有较好的一致性。同时,得到了涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态工作特性,并提出了一些脉冲负载下改进涡轮增压器和柴油机匹配的措施。     

可变截面涡轮增压器在船舶柴油机上的应用前景

日前,某些车用柴油机采用可变截面涡轮增压器,改善了车用发动机的动态性能,降低了油耗率。阐述了可变截面涡轮增压器在船舶上应用的限制,指出其应用前景。     

增压锅炉涡轮增压机组控制系统设计

蒸汽动力装置被用作为大型舰船(驱逐舰、航空母舰等)的主动力装置,而且要保障为航母蒸汽弹射器提供蒸汽,弹射舰载固定翼飞机.舰用增压锅炉具有高可靠性、高运行寿命、重量轻、尺寸小和良好的可维护性的特性,它提高了锅炉及整个动力装置的经济性,是船用蒸汽动力装置主锅炉的发展方向.以舰用增压锅炉THA-4型涡轮增压机组为对象,讨论舰用增压锅炉涡轮增压机组控制系统的控制原则.     

米勒循环结合可变涡轮增压优化柴油机性能的仿真与试验研究

在开发一款机车柴油机过程中,利用AVL BOOST软件对柴油机工作过程进行了仿真计算,计算了不同米勒强度和不同喷油正时条件下柴油机的性能参数。根据计算结果,排除了弱米勒的方案。针对强米勒和中米勒,开展了试验研究,通过调整喷油定时、增压压力设定、共轨喷射压力,进行了多方案试验研究,试验结果表明,强米勒方案虽然可以有效降低Nox排放,但是带来PM排放升高和涡轮前排气温度升高的问题,中米勒虽然降低Nox排放的效果弱于强米勒,但是能获得比较满意的PM排放,且涡轮前排气温度远低于强米勒,综合各方面性能参数的比较结果,在满足排放要求的前提下,中米勒为优选方案。     

船用增压锅炉涡轮增压机组响应燃油突降特性的仿真分析

针对船用增压锅炉燃油突降影响其安全运行的问题,建立船用增压锅炉涡轮增压机组的动态数学模型,利用Matlab软件的Simulink平台,仿真分析增压锅炉在稳态工况下,施加燃料突降扰动后涡轮增压机组转子转速、锅炉炉膛空气过余系数的动态响应特性。仿真结果表明,船用增压锅炉燃料突降会造成锅炉炉膛空气过余系数的上升,且大幅燃料突降会造成空气过余系数的大幅骤升,威胁增压锅炉的安全运行。     

调整涡轮通流特性提高增压机组与增压锅炉热力匹配性能

根据涡轮增压机组与增压锅炉匹配工作的基本原理,考虑两者之间存在的热平衡关系、压力平衡关系,以及配合约束边界条件,建立研究两者匹配工作特性的热力平衡计算模型,提出一种迭代求解计算方法。基于计算与测试数据的对比分析,证明建立模型的正确性和有效性。在此基础上,针对机组的联合工作线靠近压气机堵塞区域,可能影响机组满负荷长期工作性能,提出通过调整涡轮的通流特性以优化两者的热力匹配。计算结果表明,涡轮通流能力减小5%时,压气机工作线远离堵塞区域,效率得到提高,使涡轮做功能力增强,辅助汽轮机蒸汽消耗量减少30%,提高了两者的热力匹配性能。     

8170型柴油机应用可变几何排气管增压系统的计算研究

为了实现8缸柴油机高低负荷兼顾,提出新的可变几何排气管增压系统,通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换。对可变几何排气管增压系统进行稳态和瞬态计算研究。稳态计算结果表明,与原机MPC增压系统相比,在25%、50%、75%和100%负荷时,可变几何排气管增压系统的平均扫气系数均大于MPC系统的平均扫气系数,油耗均小于MPC增压系统的油耗。瞬态计算结果表明,可控阀门关闭以后,压气机后进气压力增加的程度较大。     

采用电子控制系统的涡轮增压柴油机的模拟研究

通过对涡轮增压柴油机变工况性能的模拟计算，确定了采用相继增压的柴油机增压器的切换点，及可变增压空气加热及冷却规律，并在自行研制的数学式电子调速系统上开发了模拟ＭＴＵ５９５系列柴油机的ＥＣＳ系统。     

燃气轮机燃烧室点火特性

通过数值计算方法研究火核半径、点火能量以及点火持续时间的耦合作用对燃烧室点火特性的影响。研究表明:导致点火失败的原因有3个,即点火功率不足、点火持续时间不足以及火核半径太小。当点火功率较小时,可以通过延长点火持续时间的方法使点火成功,但是当点火功率低于最低值时,无论如何延长点火时间,点火都是失败的;当点火持续时间较小时,可以通过提高点火功率做补偿,以保证点火成功,但是当点火持续时间低于最低值时,无论如何提高点火功率,点火都是失败的;当火核半径较小时,要想保证点火成功,必须延长点火时间,但是当火核半径低于最低值时,无论如何延长点火时间或提高点火功率,点火都是失败的。     

风力机叶片翼型气动特性数值模拟

针对NACA63-215翼型绕流流动建立了二维可压缩湍流模型,利用商业软件NU-MECA进行了相应的数值模拟计算.湍流粘度分别采用基于RANS的Spalart-Allmaras和Baldwin-Lomax两种湍流模型来处理,得出了雷诺数为3×106时,翼型NACA63-215的升力系数和阻力系数随来流攻角的变化关系及压力分布图,并与试验数据进行对比.研究结果表明:Spalart-All-maras湍流模型比Baldwin-Lomax湍流模型在预测翼型失速后气动性能方面更加有效,Spalart-Allmaras湍流模型在大攻角下较易收敛且计算出的翼型气动性能与试验值更接近.     

基于变频控制的自升式风电平台机舱通风系统设计与研究

机舱通风系统是自升式风电平台重要的动力辅助系统。本文研究了具有自升式风电平台特色的机舱通风系统,对机械进风自然排风与机械进排风两种通风方式进行分析比较,并提出了先进的变频控制机舱通风系统设计理念。通过正在建造中的项目实例,详细介绍了基于变频控制的机舱通风系统的核心设计思路,展现了该系统智能、节能和安全可靠等诸多优势,对今后自升式风电平台机舱通风系统设计具有重要的指导意义。     

基于MATLAB/Simulink的稳压变压器建模与仿真

本文以稳压变压器（Constant Voltage Transformer）为研究对象,利用磁路与电路相结合的方法建立模型,并在MATLAB下对建立的模型进行仿真分析,仿真结果证明了模型的正确性。     

基于Simulink的动目标检测(MTD)建模与仿真

动目标检测（MTT）是现代雷达系统重要的信号频域处理技术。介绍了雷达信号处理技术中MTD的基本原理，对其性能进行了分析，并用Simulink构建了MTD的仿真模型，分析了在仿真处理过程中的一些难题及解决途径，最后给出了仿真结果。经分析可知，此仿真实现了雷达信号处理中MTD，可为雷达系统建模仿真以及雷达信号处理技术的研究提供帮助。     

基于几何规划方法的舰炮武器系统性能优化研究

简要介绍了评价舰炮武器系统性能的幂指数法和一种特殊的非线性规划方法--几何规划方法.给出了舰炮武器系统作战能力指数的计算过程.利用幂指数函数的多项式形式和几何规划的简洁求解,提出了一种舰炮武器系统性能的优化方法.结论表明这种方法容易理解、简单有效.     

基于Plant Simulation船舶分段制造车间的仿真与优化

目前分段车间生产过程面对的主要问题是生产流程受各类资源约束,无法达到节拍均衡生产。文章基于Plant Simulation软件采用流程再造技术,仿真船舶分段制造车间的生产流程,分析生产节拍的均衡性,并对此流程进行优化,进而得出最优的生产资源配置情况,消除制造瓶颈,使生产节拍最优。     

基于避碰几何的本船安全航向区间的估算模型

根据当前目标船与本船的相对运动关系以及最小安全会遇距离DCPAS,采用避碰几何的方法建立起本船安全航向区间的估算模型。同时对数学上的解给出避碰领域的实际意义,解算的结果对避碰方案的制定有重要参考价值。     

基于MATLAB/SIMULINK的船用辅锅炉系统建模与仿真

运用Matlab／Simulink软件包对船用辅锅炉系统进行动态仿真,以锅炉炉膛为例建立了数学模型,给出了该系统的动态模型,并详细介绍了如何利用SIMULINK对锅炉系统进行仿真。仿真结果表明,SIMULINK也是对锅炉系统进行建模的一种有效方法。     

基于知识的燃气轮机故障诊断系统的研究与开发

结合MS6001型燃气轮机,对基于知识的燃气轮机故障诊断技术进行了研究。介绍了系统的总体结构,建立了基于框架的热力参数的知识表示方法。通过总结发生单一故障情况下燃气轮机的故障诊断规则,设计了基于产生式规则的推理方法,实现了系统的诊断功能。结果证明,这是一种行之有效的故障诊断研究方法,具有实用价值。