1.一种超高速离心式空气压缩机高空特性分析方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:查询得到某一高度范围内的空气压力和空气密度,随高度的变化关系数据;
以空气压力作为压缩机入口空气压力,与高度数据进行拟合,得到空气压力与高度关系表达式p0(h)=0.9864-8×10-5h
以空气密度作为压缩机入口空气密度,与高度数据进行拟合,得到空气密度与高度关系表达式ρair(h)=1.25-0.0001h
所述高度范围0~20000米,变化阶梯为1000米;
步骤2:建立高空条件下离心式压缩机静态模型
p=ψc(ω,m,h,T0)·p0(h)
其中,
式中,ω为转轴的旋转速度,m为压缩机输出气体质量流量,h为压缩机运行高度,T0为入口停滞温度,r1为平均引导半径,r2为叶片半径,kf为流体摩擦因子,cp为恒压下的特定温度,cv为恒体积下的特定温度,比热容比K=cp/cv,β1b为叶片入口角度,β2b为转子叶片角度,ρair(h)为入口流体密度,A1为流通面积,σ为滑移因子;
步骤3:建立高空条件下离心式压缩机动态模型
式中,p为气体压力,Vp为容腔的体积,m为压缩机输出气体质量流量,mt(p)为节流阀出口处的气体质量流量,A1为流通面积,Lc为管道长度,p0为入口压力,ω为转轴的旋转速度,J为压缩机惯性指数,τd为驱动转矩,τc为压缩机负载转矩
所述
kt是与节流阀开度成正比的参数,查压缩机性能表得到;
步骤4、超高速离心式空气压缩机高空特性分析:条件:在固定高度下,在0~28万转/分的转速范围,以阶梯3万转/分改变压缩机转速;
仿真计算步骤2压缩机静态模型,得到表达某一高度下的离心式压缩机静态工作特性的系列数据,以系列数据得到离心式压缩机工作特性曲线;
仿真计算步骤3压缩机动态模型,得到表达某一高度下的离心式压缩机动态工作特性的下列系列数据,以系列数据得到下列离心式压缩机工作特性曲线:
压缩机输出压力动态特性以及曲线;
压缩机转速变化以及曲线;
压缩机输出流量动态特性以及曲线。