外文翻譯--一個用來提供恒定空氣壓力的無人值守的智能化控制系統(tǒng)的空氣壓縮機的研究.doc

一個用來提供恒定空氣壓力的無人值守的智能化控制系統(tǒng)的空氣壓縮機的研究LingenChenJunLuoFengruiSunChihWu摘要對多級壓縮機的優(yōu)化設計模型，本文假設固定的流道形狀以入口和出口的動葉絕對角度，靜葉的絕對角度和靜葉及每一級的入口和出口的相對氣體密度作為設計變量，得到壓縮機基元級的基本方程和多級壓縮機的解析關系。用數值實例來說明多級壓縮機的各種參數對最優(yōu)性能的影響。關鍵詞軸流壓縮機效率分析關系優(yōu)化1引言軸流式壓縮機的設計是工藝技術的一部分，如果缺乏準確的預測將影響設計過程。至今還沒有公認的方法可使新的設計參數達到一個足夠精確的值，通過應用一些已經取得新進展的數值優(yōu)化技術，以完成單級和多級軸流式壓縮機的設計。計算流體動力學（CFD）和許多更準確的方法特別是發(fā)展計算的CFD技術，已經應用到許多軸流式壓縮機的平面和三維優(yōu)化設計。它仍然是使用一維流體力學理論用數值實例來計算壓縮機的最佳設計。Boiko通過以下假設提出了詳細的數學模型用以優(yōu)化設計單級和多級軸流渦輪：（1）固定的軸向均勻速度分布（2）固定流動路徑的形狀分布，并獲得了理想的優(yōu)化結果。陳林根等人也采用了類似的想法，通過假設一個固定的軸向速度分布的優(yōu)化設計提出了設計單級軸流式壓縮機一種數學模型。在本文中為優(yōu)化設計多級軸流壓縮機的模型，提出了假設一個固定的流道形狀，以入口和出口的動葉絕對角度，靜葉的絕對角度和靜葉及每一級的入口和出口的相對氣體密度作為設計變量，分析壓縮機的每個階段之間的關系，用數值實例來說明多級壓縮機的各種參數對最優(yōu)性能的影響。2基元級的基本方程考慮圖1所示由n級組成的軸流壓縮機,其某一壓縮過程焓熵圖和中間級的速度三角形見圖2和圖3，相應的中間級的具體焓熵圖如圖4，按一維理論作級的性能計算。按一般情況列出軸流壓縮機中氣體流動的能量方程和連續(xù)方程,工作流體和葉輪的速度。在不同級的軸向流速不為常數，即考慮ijuu,ijcc(ij)時的能量和流量方程。在下列假定下分析軸流壓縮機的工作:相對于穩(wěn)定回轉的動葉、靜葉和導向葉片機構,氣體流動是穩(wěn)定的；流體是可壓縮、無黏性和不導熱的；通過級的流體質量流量為定值；在實際工質的情況下,壓縮過程是均勻的；本級出口絕對氣流角為下一級進口角絕對氣流角；忽略進出口管道的影響。在每一級的具體焓如下：j*22ji2ji=1/2iihc（1）j*22j+11i2j+1i1/2iihc（2）第j階段的動葉和靜葉的焓值損失總額計算如下：222rjrj2j-12j-12j12j-12j-12j-12j-1rj/2/2/hwGFuGctgF（3）222rjsj2j2j2j2jsj/2/1/2hcGFctg（4）其中ri是第j階段動葉葉片輪廓總損失系數，sj是第j階段靜葉葉片輪廓總損失的系數。圖1n級軸流式壓縮機的流量路徑。葉片輪廓損失系數ri和sj是工作流體和葉片的幾何功能參數。它們可以使用各種方法及視作常量來計算。當ri和sj看做工作流體和葉片的幾何功能參數時，可以使用Ref迭代的方法來計算損失系數。使用迭代方法解決計算損失系數：（1）選擇ri和sj初始值，然后計算各級的參數。（2）計算的ri，sj值，重復第一步，直到計算值和原值之間的差異足夠小。第j階段理論所需計算得：j2ju,2j2j-1u,2j-12j2j2j-12j-12j2j2j-12j-1GGhucucuctguctgFF（5）第j階段實際所需計算得：圖2n級壓縮機的焓熵圖圖3中間級的速度三角形圖4中間級的焓熵圖22222j-12j2j2j-1rj22wwuuh（6）基元級反應度定義為rjj/hh。因此有：u,2j222a,2j2j2j-1ja,2j2j2j-11112kctgctgkkctgctg（7）在這里u,ik，a,i12kin視作速度系數,它們的計算為:a,ia,ia,111ii/kccFF和u,ii1/kuuj2*22j-112ji2j2j2ji=1/1/20AiihGFctg（8）j22j12j+1i2j+12j12j+1i1/1/20AiihGFctg（9）3級組的數學模型壓縮機各級的比壓縮功為j1hjn則總的比耗功為ncjj=1hh，各級的滯止等熵能量頭為*s,jh，則級組各級滯止等熵比壓縮功總和