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    组件 94: 带特性曲线的风机压缩机
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    组件 94: 风机压缩机(带特性曲线)


    规格

    管道连接

    1

    介质进口

    2

    介质出口

    3

    挡板位置的逻辑进口 

    4

    轴进口

    5

    轴出口

    6

    效率控制进口(H)

     

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

     

    通用

    该组件用于提高气态介质(空气、烟气、煤气)的压力。根据不同的情况,它可以代表压缩机或风机。

    与组件24(压缩机)相比,它有更多的设置和规格指定的可能性。除了气体进口和出口以及轴出口外,还有一个逻辑进口,用于指定控制量(挡板位置)和一个轴进口,用于构造一系列压缩机(类似于蒸汽轮机,组件6)。

    组件24只有一个效率特性,而组件94有两个特性域,每个特性域有15个特性。 特性域的设计是为了便于把制造商数据中传递给压缩机模型。

    第一个特征域 CETA 产生效率作为结果。在这里可以使用 FETA 标志来指定是使用等熵还是多变效率。特性域由15条特性线组成,每条特性线适用于一个特定的压力增加,压增作为特性线的输入参数。每条特征线表示效率与流量的函数关系。可以选择用进口的体积流量、质量流量或减少的质量流量来作为 x 值。这可以通过标志 FCHRX 来设置。

    第二个特征域 CPOS 产生压力增加作为结果,也由15条特性线组成。每条特性线适用于特定的挡板位置,该位置是特性线的输入参数。挡板位置用一个无尺寸的值来表示。可以想象它的单位是度(°)--就像默认值(-15到+30度)一样,也可以被理解为一个位置信息,例如,一个刻度上的数值。

    每条特征线表示压力增加与流量的函数关系。通过一个标志 FCHRY 可以指定是用压力增加、压力比还是风机的比能作为特征线的 y 值。

    风机的比能定义为

    Y12 [kJ/kg] = 100 * V1 [m³/kg] * DP12 [bar],

    其中 V1 是进口处的比容,DP12 是出口和进口的压差。x 轴是一个流量,如同效率特征的情况一样。

    通过存储压力增加的特征域 CPOS(无尺寸)(参见 FCHRXFCHRY),可以显示节流阀控制和风机或压缩机的可调叶片控制。该组件以纯现象学的方式工作,而没有任何几何规格。

    在结果值中,特征 POS 显示指定了哪个参数用于特征域 CPOS。它由--取决于在标志 FSPECP 中设置的计算方法--来自端口 3 连接的数据流或特征域 CPOS 的计算结果决定。

    挡板位置作为端口3的焓值给出,例如通过组件46的 FTYP 31"带相对位置/份数维度的焓值"或通过组件1或组件33给出。如果没有给出挡板位置,则假设使用值 0。

    识别模式下(FSPECP = -1),结果值 POSREF(挡板参考位置)指定了设置什么挡板位置,以得到计算 FSPECP = 1 时的指定压力。对于 FSPECP 的其它设置,POSREF 总是等于 POS 值。


    标志 FCHRY 允许指定是否将压力差、压力比或风机的比能作为特征线的 y 值使用。

    设计工况时,必须指定进口和出口压力、通流量和挡板位置。

    在版本13中,不再需要对特征域进行归一化。在设计计算中,与设计点相匹配的特征域的值现在被确定并保存为参考值 CETAYN(对于CETA...特征线)和 CPOSYN (对于CPOS...特征线)。对于归一化特征域,这些参考值的值为1。在非设计时,从特征线中读出的 y 值再除以相应的参考值。

    注:在版本13版之前,只有在选择挡板位置使相应的增压曲线通过(1,1)时,所确定的 DP12N 才与出口和进口之间的压差一致。Y12N 和 P2P1N 的情况也是如此。

    因此,在改变设计时,可能有必要手动重新调整特征域的比例。

    两种识别模式:一种是效率的识别,另一种是压增的识别。对于效率的识别,可以给定轴功率或出口焓。对于压力增加的识别,必须指定质量流量、进口和出口的压力以及挡板位置。

    在非设计状态下(使用特征域),出口焓和轴功率由效率特征域计算。从压力增加的特征域中,可以计算出压力增加或质量流量或挡板位置。相应的另外两个量也要给出。对于挡板位置的确定,可以使用逻辑管道3上的"相对位置/份额"类型的测量点(组件46)(因为它在内部表示为焓,所以也可以指定为焓值)。

    旋转速度只用于从质量流量到已减少质量流量的转变,根据公式

    m_red = m * SQRT (T) / (P*REV),

    其中 m 为质量流量,T 为进口温度(单位为 KELVIN),P 为进口压力,REV 为转速。效率的校核和适配性多项式的使用也是可能的。

    该组件允许直接使用效率和压力增加的性能系数。这些值被用作相应特征域的修正系数。

    注:对于组件94(带特征线的压缩机)有两个标志,这里 FDP 被 FSPECP 取代,FSPEC 被 FSPECH 取代。

    实施与负载无关的机械损耗(QLOSSM)

    考虑比例损失和恒定损失的顺序取决于能量流的方向。

    如果同时指定了机械效率 ETAMN 和恒定损耗 QLOSSM,则两者合并如下:

    Q_gross =( Q_net + QLOSSM) / ETAMN

    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 包含了这两个份额(如在组件6中),因为 ETAM 定义为

    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 / 热量输入)。

    用于控制组件属性的逻辑进口(连接点6)

    (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)能从外部访问(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,同样的指数就必须作为规格值 IPS 输入。

    也可以把这个值放在直接连接到组件的逻辑管道上(请见 FVALETA = 2,变量 ETAIN,尺度:焓)。
    这样做的好处是,这样的赋值在图形上是可见的,这样就避免了错误(比如复制时)。

     

    这个逻辑线的激活也可以根据计算模式来设定条件。这样,这个功能也可以就用于设计,而不必一直手动切换。

    为此,标志 FVALETA 具有以下设置功能

    • FVALETA = 4: 在设计模式下使用逻辑线,在非设计模式下使用规格值

    • FVALETA = 5: 在设计模式下使用规格值,在非设计模式下使用逻辑线

    出于兼容性的考虑,已过时的设置 FVALETAI = 1仍可使用,其中一个指数测量值(规格值 FIND )被放在一条辅助管道上,然后必须在组件中输入相同的指数来作为规格值 IPS。

    该选项适用于组件 2、6、8、13、18、19、23、24 和 94。

       


     该组件有轴向和径向风机的标准数据记录可用。

    用户输入值

    FETA

    使用的效率类型的标志:

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 等熵效率

    =1: 多变效率

    FVALETA

    效率校核的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 通过规格值 ETAIN 固定规格指定(不校核)。           

    =1: (已弃用)用 IPS 代替 ETAN(可校核)

    =2: ETAN 由控制进口6的焓值给定

    =4: 设计中使用控制进口6的焓值,非设计中规格值 ETAN

    =5: 设计中使用规格值 ETAN,非设计中控制进口6的焓值

    ETAN

    等熵或多变效率(标称)

    IPS

    待校核效率伪测量点的指数

    ETAMN

    机械效率(标称)

    QLOSSM

    机械损失(固定份数)

    FSPECP

    用于指定压力增加、质量流量和挡板位置的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =-1: P2 从外部给出(识别)

    =1: 根据 M1 和挡板位置计算出 P2(非设计时)

    =2: 根据 P2 和挡板位置计算出 M1(非设计时)

    =3: 根据 M1 和 P2 计算出挡板位置(非设计时)

    FSPECH

    指定效率的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 使用效率特征

    =11: 使用效率特征(可校核)

    =-1: 按功率规格识别

    =-2: 按 H2 规格识别

    =-11: 只考虑质量和能量平衡(功率规格)。注:如果使用此方法,将遵守质量和能量平衡,但效率特征将被忽略。只有在适当的时候才使用这种方法,例如用于数据校核时。这种方法可能违反热力学第二定律。

    FSPEC            (已弃用)

    效率计算模式的标志:

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =-999 : 未使用

    = 0: 标准模式:根据特征域计算效率

    =-1: 从轴功率中识别效率

    =-2: 根据出口焓 H2 识别效率

    FDP                (已弃用)

    压力增加、质量流量和挡板位置计算模式的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =-999 : 未使用

    = 0: 从外部给出(识别)

    =1: 根据质量流量和挡板位置计算出 P2 压力增加(在非设计状态下)

    =2: 根据 P2 压力增加和挡板位置计算出 M1 质量流量

    =3: 根据质量流量 M1 和压力增加 P2 计算出挡板位置

    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: 局部非设计模式(即始终是非设计模式,即使在全局范围内进行了设计计算)

    =-1: 局部设计(即总是设计模式,即使在全局范围内进行了非设计计算)

    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: 适配多项式作为效率特征的修正系数[ETA = ETAN * 特征值 * 多项式]

    =2: 以适配多项式代替效率特征[ETA = ETAN * 多项式]

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

    = -1: 适配函数作为效率特征的修正系数[ETA = ETAN * 特征值 * 适配函数]

    = -2: 以适配函数代替效率特征[ETA = ETAN * 适配函数]

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

    EADAPT

    适配函数

    函数 evalexpr:REAL;
    begin
    evalexpr:=1.0;
    end;

    FCHRX

    用于解释 x 轴的效率 CETA 和压力增加特征 CPOS 的标志:

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: x 轴被解释为进口处的归一化体积流量(X / XN = VM1 / VM1N)

    =1: x 轴被解释为进口处的归一化减少的质量流量(X / XN = MR1 / MR1N)

    =2: x 轴解释为归一化质量流量(X / XN = M1 / M1N)

    FCHRY

    用于解释压力增加特征 CPOS / CETA 参数的 y 轴的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: y 轴解释为出口与进口之间的归一化压差(Y / YN = (P2 - P1)/ DP12N)

    =1:  y 轴被解释为归一化的风机比能(Y / YN = Y12 / Y12N)

    =2:  y 轴解释为出口和进口之间的归一化压力比(Y / YN = P2P1 / P2P1N)

    PFEFF

    效率的性能系数

    PFM

    质量流量的性能系数

    REV

    旋转速度

    VM1N   

    进口体积流量(标称)

    M1N     

    质量流量(标称)

    MR1N  

    减少的质量流量(标称)

    DP12N  

    压力增加(标称)

    Y12N    

    风机的比能(标称)

    P2P1N 

    压力比(标称)

    CETAYN  

    CETA 特征的 y 值(标称)

    CPOSYN

    CPOS 特征的 y 值(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。这些参数是在 EBSILONProfessional 设计计算时计算并输入的。

    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。


    特征曲线

    特征线 1~15:效率 ETA / ETAN = f(X / XN),参数:压力比

         X-轴            1         X/XN                        第一点
                            2         X/XN                        第二点
                            .
                            N         X/XN                       最后一点
     
         Y-轴            1          ETA/ETAN               第一点
                            2          ETA/ETAN               第二点
                            .
                            N         ETA/ETAN               最后一点

     

    特征线 16~30:压力增加 Y / YN = f(X / XN),参数:挡板位置

         X-轴            1         X/XN                     第一点
                            2         X/XN                     第二点
                            .
                            N         X/XN                     最后一点
     
         Y-轴            1          Y/YN                     第一点
                            2          Y/YN                     第二点
                            .
                            N         Y/YN                     最后一点


    物理应用

    方程式

    所有情况

     

    M2 = M1                                                    

     

    If FDP = 1:

    DP = f (M1, H3) 来自特征线

    P2 - P1 = DP                                            

    If FDP = 2:

    M1 = f(P2-P1, H3) 来自特征线         

    If FDP = 3:

    H3 = f(P2-P1, M1)  来自特征线          

     

    If FSPEC >= -1:

    DH 根据等熵或多变效率计算得出

    H2 - H1 = DH                                           

     

    If FSPEC <> -1:

    ETAMN*(H4-H5) - M1 *(H1-H2) = 0      

     

     

    组件显示

    显示选项 1: 风机

    显示选项 2: 轴流式风机

    显示选项 3: 径向风机

    显示选项 4: 泵

    示例

    点击 >> 组件 94 示例 << 加载示例。

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