Compressor (G)

热力学循环中的气体压缩机。

blockType: EngeeFluids.Gas.Turbomachinery.Compressor

图书馆路径:

/Physical Modeling/Fluids/Gas/Turbomachinery/Compressor (G)

资料描述

座 Compressor (G) 它是一个动态压缩机，例如，离心或轴向，在一个气体网络。参数 Parameterization 它可用于基于设计模式或使用压缩机的表格特性数据的单元的分析参数化。端口*R*相对于端口*C*的正旋转导致流体从端口*A*移动到端口*B*。端口*R*和*C*是分别连接到压缩机轴和壳体的非定向端口。

喘振裕度是给定质量流量下的流体动力压降与设计点处的压降之间的比率。 1. 如果为参数 Parameterization 值设置 Tabulated，该单元在*SM*端口输出浪涌储备。

设计模式是在模拟期间压缩机中的压差与通过压缩机的质量流量的计算比率。压缩机的设计点和最大效率点不一定必须重合。

压缩机特性

压缩机的特性数据显示压缩机的等熵效率和两个极值之间的恒定降低轴速线：临界模式和喘振模式。

传导质量流量

由于压缩机内部的压力和温度差异较大，因此根据指定的质量流量来计算压缩机的性能特性。根据入口处的质量流量以及使用特征数据计算指定的质量流量：参考压力和参考温度

哪里

-输入口的质量流量*A*。
-输入端口的温度*A*。
-参数值 Reference temperature for corrected flow . 如果为参数 Parameterization 值设置 Analytical，那么这就是设计工况下的入口温度。
-规定的质量流量。

如果为参数 Parameterization 值设置 Analytical，块使用参数 Corrected mass flow rate at design point .

如果为参数 Parameterization 值设置 Tabulated，块使用参数 Corrected mass flow rate table, mdot(N,beta) .
-输入口的压力*A*。
-参数 Reference pressure for corrected flow . 如果为参数 Parameterization 值设置 Analytical，则该值对应于设计操作条件下的入口压力。

在街区里由比内能计算得出和压力 .

指定转速

轴的角旋转速度被带到参考温度，使得轴的减小的角速度为

轴扭矩

轴扭矩定义为

哪里

-比总焓的变化;
-压缩机的机械效率;
-轴的相对角速度, .

块将压缩机特性数据的效率关联如下:

哪里

-比总焓的等熵变化;
-等熵效率。

流量趋近于零或负值的阈值范围确保在压缩机中产生零轴扭矩。

分析参数化

您可以通过设置参数来分析地设置压缩机特性 Parameterization 意义 Analytical. 块根据[1]对设定的参数值定义压缩机特性数据模型 Corrected speed at design point , Pressure ratio at design point 和 Corrected mass flow rate at design point .

压力差

单位发现在给定的轴速度和质量流量下的压降为

哪里

-参数 Pressure ratio at design point ;
-归一化降低轴速

哪里 -参数 Corrected speed at design point ;

-归一化降低的质量流量

哪里 -参数 Corrected mass flow rate at design point ;

-参数 Spine shape, a ;
-参数 Speed line spread, b ;
-参数 Speed line roundness, k .

等熵效率的参数化_

如果为参数 Efficiency specification 值设置 Analytical，该块将压缩机的可变效率建模为

哪里

-参数值 Maximum isentropic efficiency ;
-参数值 Efficiency contour gradient orthogonal to spine, C ;
-参数值 Efficiency peak flatness along spine, d ;
-参数值 Efficiency contour gradient orthogonal to spine, C ;
-参数值 Efficiency peak flatness along spine, d ;
-归一化减压降

哪里 -参数 Pressure ratio at design point ;

-压缩机达到参数值的归一化减小的质量流量 Maximum isentropic efficiency .

您可以针对不同的性能特征调整效率变量。或者，您可以使用参数选择恒定效率值 Constant isentropic efficiency .

使用表格特征数据对压缩机进行参数化

如果为参数 Parameterization 值设置 Tabulated, 压缩机的等熵效率、压降和降低的质量流量是降低的速度的函数。和特征数据的索引 . 该装置在数据点之间使用线性插值，以提高效率、压差和减少质量流量。

如果超过 1，压缩机涌动，机组假设压降保持在而质量流量继续变化。如果模拟条件下降到以下，该块模拟临界流的影响，其中质量流保持在，且压降不断变化。为了将压缩机的性能限制在特性数据的范围内，该装置将等熵效率外推到最近的点。

当设计点的压降超过浪涌压降时，您可以收到通知。为参数设置 Report when surge margin is negative 意义 Error 以在这种情况下停止模拟。

连续性方程

块中的质量根据以下表达式存储:

哪里 -输出口的质量流量*B*。

块计算能量平衡方程为

哪里

-通过端口*A*的能量流。
-通过端口*B*的能量流。
-转移到液体的液压动力由比焓的变化决定 .

假设和限制

单元假设过热液体进入端口*A*。
单元仅确定压缩机从端口*A*到端口*B*的流量。反向流动的结果可能不准确。
块仅包含动态压缩机。

港口

非定向

# A — 气体导入口
煤气

Details

与压缩机入口相连的非定向端口。

程序使用名称

inlet

# C — 压缩机外壳
平移力学

Details

与压缩机壳体连接的非定向端口。

程序使用名称

case_flange

# B — 气体出口端口
煤气

Details

与压缩机出口连接的非定向端口。

程序使用名称

outlet

# R — 压缩机轴
平移力学

Details

压缩机轴上的转矩和角速度有关的非定向端口。

程序使用名称

rod_flange

参数

Compressor Map

# Parameterization — 压缩机性能参数化
Analytical | Tabulated

Details

压缩机性能的参数化。选择分析或表格参数化:

Analytical -减小的压降对质量流量的依赖性的曲线确定压缩机的峰值性能。您可以选择将等熵效率建模为常数值或分析确定。
Tabulated -用户定义的压缩机特性决定压缩机性能。单元在用户提供的减小的轴速矢量中的指定点处的减小的质量流量、压降和等熵效率的值之间使用表格数据中的线性插值确定压缩机的操作点并且 . 默认特征数据基于[3]中提供的数据。

值	`Analytical` \| `Tabulated`
默认值	`Analytical`
程序使用名称	`parameterization`
可计算	无

Details

轴在压缩机中的给定压降和针对温度调节的给定质量流量下的速度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical.

计量单位	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
默认值	`10000.0 rpm`
程序使用名称	`w_nominal`
可计算	是

# Pressure ratio at design point — 从出口到入口的新压降

Details

压缩机的所计算的降低的质量流量下从出口到入口的压降。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical.

默认值	`7.5`
程序使用名称	`p_ratio_nominal`
可计算	是

Details

压缩机中给定压降时的质量流量，针对温度和压力进行调整。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical.

计量单位	`kg/s` \| `kg/hr` \| `kg/min` \| `g/hr` \| `g/min` \| `g/s` \| `t/hr` \| `lbm/hr` \| `lbm/min` \| `lbm/s`
默认值	`33.0 kg/s`
程序使用名称	`mdot_nominal`
可计算	是

# Efficiency specification — 等熵效率模型
Constant | Analytical

Details

种等熵效率模型。选择连续效率模型或分析模型。使用值 Analytical 来指定变量的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical.

值	`Constant` \| `Analytical`
默认值	`Analytical`
程序使用名称	`efficiency_type`
可计算	无

# Maximum isentropic efficiency — 最大压缩机效率

Details

压缩机的最大等熵效率。等熵效率是等熵近似中液体的运行与液体实际运行的比率。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical，而对于参数 Efficiency specification 意义 Analytical.

默认值	`0.887`
程序使用名称	`max_efficiency`
可计算	是

# Minimum isentropic efficiency — 最低压缩机效率

Details

压缩机的最小等熵效率。等熵效率是等熵近似中液体的运行与液体实际运行的比率。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical，而对于参数 Efficiency specification 意义 Analytical.

默认值	`0.5`
程序使用名称	`min_efficiency`
可计算	是

Details

最高效率的质量流量，根据温度和压力进行调整。最高效率点不一定与压缩机的设计点重合。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical，而对于参数 Efficiency specification 意义 Analytical.

计量单位	`kg/s` \| `kg/hr` \| `kg/min` \| `g/hr` \| `g/min` \| `g/s` \| `t/hr` \| `lbm/hr` \| `lbm/min` \| `lbm/s`
默认值	`30.0 kg/s`
程序使用名称	`mdot_at_max_efficiency`
可计算	是

# Pressure ratio at maximum efficiency point — 最大压缩机效率时的压降

Details

最大效率下的压降。最高效率点不一定与压缩机的设计点重合。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical，而对于参数 Efficiency specification 意义 Analytical.

默认值	`7.0`
程序使用名称	`p_ratio_at_max_efficiency`
可计算	是

Map Coefficients

# Spine shape, a — 等熵效率的等值线形状程度的指标

Details

压缩机的特性数据的分析参数化程度的指标，表征取决于压降和减小的流量的等熵效率的等值线。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical.

默认值	`1.5`
程序使用名称	`coefficient_a`
可计算	是

# Speed line spread, b — 角速度等值线的指数

Details

度的指标在压缩机的特性数据的分析参数化中，表征角速度等值线的恒定螺距。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical.

默认值	`5.0`
程序使用名称	`coefficient_b`
可计算	是

# Speed line roundness, k — 角速度轮廓线形状系数

Details

压缩机特性数据的分析参数化中的系数，表征角速度等值线的形状。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical.

默认值	`0.03`
程序使用名称	`coefficient_k`
可计算	是

# Efficiency peak flatness orthogonal to spine, c — 表征分析等熵效率形式的程度的指标

Details

与其等值线正交的等熵效率表面的特征数据的峰值的平滑度相关的指数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical，而对于参数 Efficiency specification 意义 Analytical.

默认值	`3.0`
程序使用名称	`coefficient_c`
可计算	是

# Efficiency peak flatness along spine, d — 表征分析等熵效率形式的程度的指标

Details

与等熵效率表面的特征数据的峰值沿其等值线的平滑度相关的指数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical，而对于参数 Efficiency specification 意义 Analytical.

默认值	`4.0`
程序使用名称	`coefficient_d`
可计算	是

# Efficiency contour gradient orthogonal to spine, C — 表征解析等熵效率形式的系数

Details

与其等值线正交的等熵效率面梯度有关的系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical，而对于参数 Efficiency specification 意义 Analytical.

默认值	`15.0`
程序使用名称	`coefficient_C`
可计算	是

# Efficiency contour gradient along spine, D — 表征解析等熵效率形式的系数

Details

与等熵效率表面沿其等值线的梯度有关的系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Parameterization 意义 Analytical，而对于参数 Efficiency specification 意义 Analytical.

默认值	`1.0`
程序使用名称	`coefficient_D`
可计算	是

Reference Data

# Reference pressure for corrected flow — 矫正压力
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

压缩机特性的参考入口压力。如果为参数 Parameterization 值设置 Tabulated，数据提供程序根据压缩器的表格数据指定此值。如果为参数 Parameterization 值设置 Analytical，该值对应于设计操作条件下的入口压力。

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`0.101325 MPa`
程序使用名称	`p_ref`
可计算	是

Details

压缩机特性的参考入口温度。如果为参数 Parameterization 值设置 Tabulated，数据提供程序相对于表格压缩器数据指定此值。如果为参数 Parameterization 值设置 Analytical，该值表示在计算的操作条件下的入口温度。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`288.15 K`
程序使用名称	`T_ref`
可计算	是

# Mechanical efficiency — 扭矩转换效率

Details

传递给流体流的动力与驱动轴的机械动力之比。

默认值	`0.9`
程序使用名称	`mechanical_efficiency`
可计算	是

# Inlet area at port A — 压缩机入口截面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

压缩机入口处的横截面积。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`1.0 m^2`
程序使用名称	`inlet_area`
可计算	是

# Outlet area at port B — 压缩机输出截面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

到压缩机的出口处的横截面积。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`1.0 m^2`
程序使用名称	`outlet_area`
可计算	是

文献列表

Greitzer,E.M.et al. "N+3飞机概念设计和贸易研究。卷2：附录-空气动力学，结构，重量和热力学循环的设计方法。"NASA技术报告，2010年。
库尔兹克约阿希姆 "如何获得飞机燃气轮机性能计算的组件图。"Volume5:制造材料和冶金;陶瓷;结构和动力学;控制,诊断和仪器仪表;教育;General,美国机械工程师学会,1996,p.V005T16A001.
Plencner，Robert M."在海军/NASA发动机计划（NNEP）中绘制组件地图：一种方法及其用法。"_NASA技术备忘录，1989年。