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    组件 23:燃气轮机(仅燃机)
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    组件 23:燃气轮机(仅燃机)


    规格

    管道连接

    1

    燃气入口

    2

    尾气出口

    3 (6)

    压缩机轴连接

    轴 / "无"

    如果轴出口3被激活,那么
    设置轴出口6 ="NONE"。

    4

    发电机轴连接

     

    5

    等熵效率控制入口(H)

    6

    发电机轴连接

    轴 / "无"

    如果轴出口6被激活,那么
    设置轴出口3 ="NONE"。

     

     

    通用l       用户输入值       特征曲线       应用物理公式       显示      示例

     

    通用

    该模块表示燃气轮机的膨胀机部分。进口和出口压力必须被定义。通常一端由燃气轮机的压缩机给定,另一端由出口压力定义。否则,必须使用组件33(一般输入值/起始值)进行指定。

    燃气轮机系统可以与模块22(燃烧室)和24(压缩机)一起建模。但困难的是要能充分模仿外壳、轴和叶片冷却的影响。这些不确定性可以通过使用宏组件40(燃气轮机(宏))来避免。

     

    轴连接

    之前,组件23(燃气轮机(仅燃机))的第二个轴销是一个轴出口。这使得组件23可以将轴功率映射到压缩机和发电机端口。而组件23的串联到目前为止还不能用图形表示。

    相反的情况(组件23的功率分布)到目前为止还不能用图形表示。然而,有一个用于计算的标志FQ(功率流),允许将其转换过来,尽管不尽人意之处在于图形表示与计算不一致。

    现在已经为三个组件创建了,用图形表示反向功率流。为此,添加了一个额外的轴端口:

    为了实现相应的显示,现在可将以前存在的引脚隐藏起来,新的引脚也被放置在相同的位置上。通常情况下,进口或出口都被使用,这时应将未使用的引脚隐藏。然而,作为一项规则,软件也允许同时使用两个引脚。

    与以前的第二轴端口一样,也必须指定新引脚的功率。燃气轮机只能计算主轴出口上的功率。

    新引脚的引入实际上替代了标志 FQ 的作用。然而,出于兼容性的考虑,它仍然可用,但已经被标记为 "过时 "。此外,可以输出一个注释,指出应用的新引脚的选项。对于新的轴端口,该标志也会产生一个反向计算。

    一个新的 QSHAFT 结果值组件23中实施(也适用于组件6,58),它输出组件中产生的轴功率,不管它分布在哪些连接上,也不管哪个轴功率被添加。

    计算

    斯托多拉(Stodola)法则

    此前,理想气体的简化公式被用于计算该组件中的 Stodola 压力。由于燃气在默认情况下是作为理想气体来计算的,这种近似的计算方式无疑是合理的。

    然而,与此同时,Ebsilon 允许激活对燃气的真实气体修正。因为理想气体 Stodola 公式的应用是不一致的,现在使用的是更详细的实际气体公式。

    这里没有提供组件6中的理想气体和真实气体公式之间的切换选项。在组件6中,无论如何,它只存在于历史原因,不应该在新模型中使用。

     

       

    用于控制组件属性的逻辑进口(连接点5)

    (另见 : 编辑组件  --> 端口)

    为了使组件属性,如效率或传热系数(变化量)可以从外部访问(用于控制或调节),可以将相应的值作为指数测量值(规格值 FIND)放在辅助管道上。在组件中,同样的指数必须作为规格值 IPS 输入。

    也可以将该值放在直接连接到组件的逻辑线上(请参见 FVALETAI =2,变化变量:ETAIN, 尺寸: 焓 )。这样做的好处是在图形上可见,这样就避免了出现错误(比如在复制时)。

     

    该逻辑线的激活也可以以计算模式为条件。这样,这个功能也可以用于设计,而不必一直手动切换。
    为此,标志 FVALETAI 具有以下设置功能

    该选项适用于组件2、6、8、13、18、19、23、24和94。

     

    实施与负载无关的机械损耗(QLOSSM)(见版本12的版本说明)

    取决于能量流动的方向,按比例和恒定份额进行顺序考虑。

    如果同时指定了机械效率 ETAMN 和恒定损耗 QLOSSM,则两者结合如下:

    Q_net = Q_gross *ETAMN - QLOSSM

    结果值 QLOSS 包括全部(与负载无关和与负载有关的)损失

    QLOSS = Q_gross – Q_net

    结果值 ETAM 包含了这两个部分(对组件6来说),因为 ETAM 的定义为 ETAM = Q_net / Q_gross

    ETAM = Q_net / Q_gross

    如果指定 QLOSSM > 0,ETAM 就不再等于 ETAMN,而是相应地变小(根据 QLOSSM / 供热量)。

     

    结果值 M1M1N

    当前质量流量 M1 与其设计值 M1N 的比率被输出为结果值M1M1N。由于这是效率特征线的 X-值,因此有利于特征线的创建。

     

    结果值 MCORR

    现在有一个结果值 MCORR,用来指定在标准条件下流经膨胀机的质量流量。计算是根据 https://en.wikipedia.org/wiki/Corrected_flow:

    MCORR = M1 * SQRT(T1[K]/TNORM) / (P1/PNORM)

                     其中TNORM = 288.15 K 且 PNORM = 1.01325 bar.

     

     

     


    用户输入值

    FP1

    进口压力

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0:P1N=P1NSET

    =1: P1 从外部指定

    P1N

    进口压力(标称)

    FVALETAI

    等熵效率校核

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

     

    =0:未经校核即使用 ETAIN

    =1:(已过时)使用通过 IPS 替代 ETAIN(可验证)

    =2:由控制进口7给定(焓值)ETAIN

    =4:设计中使用控制进口5的焓值,非设计中规格值

    =5::设计中使用规格值 ETAIN ,非设计中控制进口7的焓值

    ETAIN

    等熵效率(标称)

    IPS

    伪测量点的 IPS 指数

    ETAMN

    机械效率(标称)

    QLOSSM

    机械损失(恒定份额)

    FCHR

    特征线类型的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0:  ETAI/ETAIN=f(M1/M1N)

    =-1: 功率定义

    =-2: 给定焓值

    FQ

    点3的功率流标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0:燃机 HP 侧的轴进口(提供功率的轴进口)

    =1:燃机 HP 侧的轴出口(例如压缩机的轴出口)

    FSTO

    在非设计模式下使用 Stodola 方程计算进口压力的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0:简化形式(不依赖于出口压力)

    =1:详细形式(取决于出口压力)

    当出口压力保持恒定不变时,可以使用简化的形式(例如,对环境压力)。

    FMODE

    计算模式的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0:全局

    =1:局部非设计

    = -1: 局部设计

    FADAPT

    适配多项式 ADAPT / 适配函数 EADAPT 的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0:未使用,未评估

    =1:校正系数[ETAI = ETAIN * 特征线 * 多项式]

    =2:替换[ETAI = ETAIN * 多项式]

    =1000:未使用,但 ADAPT 被评估为 RADAPT(减少计算时间)

    = -1:校正系数[ETAI = ETAIN * 特征线 * 适配函数]

    = -2:替换[ETAI = ETAIN * 适配函数]

    = -1000:未使用,但 EADAPT 被评估为 RADAPT(减少计算时间)

    EADAPT

    适配函数

    M1N   

    进口质量流量(标称)

    T1N   

    燃机进口温度 TIT(标称)

    P2N    

    出口压力(标称)

    标记为蓝色的数值是非设计计算参考量。在所使用的公式中,实际的非设计值参考这些量。

    一般来说,所有的输入需要可见。通常会提供默认值。

    更多关于输入域的颜色和描述的信息,请参见编辑组件\规格值。

    关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息,请参见通用\接受标称值。


     


     

     

    结果

    ETAI

    等熵效率

    ETAM

    机械效率(包括QLOSSM)

    RHO2

    排气的比重

    VM2

    排气的体积流量

    ETANIR

    标称等熵效率使用值

    ETACL

    特征效率

    RADAPT

    ADAPT / EDAPT的结果

    MCORR

    校正后的质量流量

    QSHAFT

    产生的机械功率

    M1M1N

    冷端相对质量流量

     


    特征曲线

    特征线1:等熵效率特征线 ETAI/ETAIN = f (M1/M1N)

         X-轴            1          M1/M1N                     第一点
                            2          M1/M1N                      第二点
                            .
                            N         M1/M1N                     最后一点
     
         Y-轴             1          ETAI/ETAIN               第一点
                            2          ETAI/ETAIN                第二点
                            .
                            N         ETAI/ETAIN               最后一点


    物理应用

    方程式

    所有情况

     

    (ETAI/ETAIN) = f (M1/M1N) 

    对应于特征线

    ETAI = (ETAI/ETAIN) * ETAIN

    P2    取自管道2

    M2  = M1                                                         

    S1  = f (P1, T1)

    T2S = f (P2,S1)

    H2S = f (P2,T2S)

    DHS = H1 - H2S

    DH  = DHS * ETAI

    H2  = H1 - DH                                               

    T2  = f (P2, H2)

    Q2  = M2 * H2

    Q3 :功率输入或功率输出

    Q= (H1*M1 - H2*M2) * ETAMN

    if FQ=0   FAC= 1

    if FQ=1   FAC=-1

    H4  = (Q + H3*M3 * FAC)/M4                     

    if GLOBAL = 设计, 则 {  F = 1.0  }

    if GLOBAL = 非设计, 则 {

    F=根据 Stodola 定律} 另见:部分负荷 - 汽轮机 

    P1  = P1N * F                                                

     

    组件显示

    组件显示 1

    组件显示 2

    示例

    点击 >> 组件 23 示例 << 加载示例。

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